[发明专利]遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法

权利要求书

1.一种遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

（1）根据遥感卫星轨道和成像传感器参数，通过模拟遥感卫星遥测场景，导出遥感卫星不同时刻在地球固联坐标系下的位置和速度信息；

（2）由步骤（1）得到的遥感卫星不同时刻在地球固联坐标系下的位置和速度信息，根据地球固联坐标系、遥感卫星坐标系、成像传感器坐标系、图像坐标系之间的映射关系，得到不同时刻成像面与物面的相互转换关系，所述转换关系包括成像传感器坐标系到地球固联坐标系的旋转变换矩阵M和图像坐标系到成像传感器坐标系的转换关系矩阵M′；

（3）根据M和M′，生成不同时刻、不同成像谱段下，遥感卫星地球临边背景红外能量图。

2.如权利要求1所述的遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，所述步骤（3）进一步包括如下步骤：

（3-1）对于遥感卫星成像面上的任意一点P(u,v)，根据M′得到P点所在视线在传感器坐标系下的坐标(x₁,y₁,z₁)，再根据M得到P点所在视线在地球固联坐标系下的坐标(x,y,z)；

（3-2）在地球固联坐标系下，根据P点所在视线与地球的位置关系，判定P点对应的背景类型；

（3-3）根据P点对应的背景类型，计算成像面上P点的辐照度E。

3.如权利要求2所述的遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，所述步骤（3-2）的具体实现方式为：（A1）若P点所在视线与地球无交点，且切线高度大于150km，则认为P点对应深空背景；（A2）若P点所在视线与地球无交点，且切线高度小于或等于150km，则认为P点对应临边背景；（A3）若P点所在视线与地球有两个交点，则认为P点对应地球背景；（A4）若P点所在视线与地球只有一个交点，则认为P点对应地球背景和临边背景的分界线。

4.如权利要求2所述的遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，所述步骤（3-3）中，物面背景区域对应的辐射强度按如下方法确定：

（B1）地球背景：根据P点所在视线与地球的交点位置及地球背景能量图，计算其所在区域对应的辐射强度；

（B2）临边背景：根据P点所在视线的切线高度，得到在该切线高度的包括大气、云层和极光在内的辐射强度；

（B3）深空背景：其所在区域对应的辐射强度为0。

5.如权利要求4所述的遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，物面背景为临边背景时，云层的辐射强度按如下方法计算得到：（C1）计算P点的太阳高度角h，判断h是否大于0，是则执行步骤（C2），否则过程结束；（C2）计算P点所在视线与地球的切点所在位置的经纬度；（C3）根据经纬度选择云的覆盖率；（C4）根据云的覆盖率、厚度和高度，计算选定波段的辐射强度。

6.如权利要求1至5中任一项所述的遥感卫星地球临边背景特性的红外成像仿真方法，其特征在于，还包括步骤（4），所述步骤（4）为：对获得的遥感背景能量图按如下公式进行量化处理，得到遥感卫星地球临边背景红外灰度图：

outImg[i][j]=log(inImg[i][j])-log(min)log(max)-log(min)*(2N-1),]]>

其中，inImg[i][j]为输入图像行列坐标为(i,j)的点的能量值，outImg[i][j]为经过量化处理后输出的灰度值，max、min分别为输入图像中辐射能量的最大值和最小值，N为灰度图位数。