[发明专利]一种导弹尾焰辐射强度探测的大气修正方法

说明书

本发明公开了一种导弹尾焰辐射强度探测的大气修正方法，即先获取大气透过率，再计算大气修正过程中尾焰光谱结构的统计权重，最后对导弹尾焰辐射强度进行大气修正；其中，导弹尾焰的波段为4‑5μm。本发明有效地提高了反推的本体辐射精度。

技术领域

本发明涉及航天领域，尤其涉及一种导弹尾焰辐射强度探测的大气修正方法。

背景技术

对目标光学特性的定量测量是目标特性研究领域的重要环节。实测数据往往被认为是最准确最有说服力的资料。要做到高精度的定量测量也需要很多技术环节作为支撑，如定标技术，数据处理技术等。其中大气修正技术是在大气层中开展定量测量所必不可少的技术之一。由于地球大气是具有选择性吸收特性的气体介质，任何在大气中传播的辐射能量都会受到大气的选择性吸收而衰减。因此对于大气衰减作用的反演是通过测量数据反推目标本身辐射状态的重要过程。

导弹尾焰辐射主要是由尾焰中的高温气体自发辐射产生，因此导弹尾焰的辐射光谱也是具有很强选择性的。由于目标的辐射光谱与介质的吸收光谱都是有选择性的，因此以探测器探测到的辐射精确反推目标本体辐射必然要通过两个光谱的运算。当采用热像仪进行导弹尾焰的辐射强度探测时，由于热像仪无法获取尾焰的光谱，只能获得特定波段的总辐射值，这给大气修正带来了极大的困难，通常采用的平均透过率算法将会在大气修正过程中产生较大误差。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明提供一种导弹尾焰4-5μm辐射强度探测的大气修正方法，有效地提高了反推的本体辐射精度。

本发明提供的一种导弹尾焰4-5μm辐射强度探测的大气修正方法，其改进之处在于，先获取大气透过率，再计算大气修正过程中尾焰光谱结构的统计权重，最后对导弹尾焰辐射强度进行大气修正。

优选的，根据CO₂、H₂O两种气体组分振转能级的跃迁，采用HITEMP数据库，利用Lorentz展宽的逐线方式计算热为力学状态的气体辐射光谱作为大气修正过程中尾焰光谱结构的统计权重。

较优选的，计算公式如下：

根据辐射传输方程，计算光谱辐射亮度的变化，公式如下：

式中，B_ν表示黑体辐射；α_ν表示光谱吸收系数；I_ν表示光谱辐射亮度；x表示辐射传输的距离；v表示波数；

采用逐线法计算光谱吸收系数α_ν，公式如下：

式中，S表示谱线强度；ν_0i表示第i条谱线的中心波数；N表示分子数密度；f(v-v_0i)表示谱线线型函数；

采用Lorentz展宽计算谱线线型函数，公式如下：

式中，γ表示谱线展宽；

对辐射光谱进行归一化，得到尾焰光谱结构的统计权重H(v)，即：

较优选的，对导弹尾焰辐射强度进行大气修正，计算公式如下：

计算在4-5μm范围内测量波段的平均大气透过率，公式如下：

式中，f(v)表示大气透过率，H(v)表示尾焰光谱结构的统计权重，v表示波数；

根据平均大气透过率进行大气修正，获取目标未经大气吸收的本体辐射强度，公式如下：

式中，S表示探测到的辐射强度。