[发明专利]多种天气条件下地面目标的被动红外测距方法

说明书

一种多种天气条件下地面目标的被动红外测距方法，具体实现步骤如下：(1)评估待测目标的类型和所处方位；(2)截取不同的波带；(3)获取两个不同波带上的对应的光辐射能量；(4)计算待测目标与观测者之间的距离；(5)输出待测目标与观测者之间的距离。本发明利用波带截取工具将待测目标辐射的红外光分为两个不同的波带，并通过傅里叶变换红外干涉仪系统获得不同波带对应的干涉分量，以不同的波带作为积分区间对相应的干涉分量进行逐线积分得到相对应的光辐射能量，能够扩大目标的适用范围，适应于不同的天气条件，获得更精确的待测目标与观测者之间的距离。

技术领域

本发明属于物理技术领域，更进一步涉及光电检测与光电对抗技术领域中的一种适应多种天气条件的地面目标被动红外测距方法。本发明可用于多种天气条件(无云、积云、高层云、层云、层/积云、雨层云、毛毛雨、小雨、中雨、大雨、暴雨等)，获得不同天气条件下的的不同波带的辐射能，对地面红外目标进行测距。

背景技术

多种天气条件(无云、积云、高层云、层云、层/积云、雨层云、毛毛雨、小雨、中雨、大雨、暴雨等)，获得不同天气条件下的的不同波带的辐射能，对红外目标进行测距。

乔亚等人在其发表的论文“红外双色单站被动定位方法”(半导体光电,2014,35(1):100-103.)中提出了一种红外被动测距方法。该方法选择0.75～3μm和3～5μm两个大气窗口作为工作波段，设计了合作目标与非合作目标的红外双色单站被动定位算法，通过实例计算的方式证明了该方法的正确性和有效性，分析了双色消光系数差异大小以及目标温度高低对测距定位性能的影响，得出了双色消光系数差异越小、目标温度越高，越有利于测距定位的结论。该方法存在的不足之处是，该方法仅对1000K以上的空中目标在20km的测距范围内才有较好的测距精度，对低温目标，如500K以下的物体，即使在5km的范围内，测距效果也很差，对目标的适用范围较窄。

路远等人在其发表的论文“红外三色被动测距”(光学精密工程,2012,20(12):2680-2685.)中提出了一种红外被动测距方法。该方法选择8.5μm、9.0μm和9.5μm三个波长作为色比波段，推导了目标辐射强度色比与目标温度、辐射目标距离、大气消光系数之间的关系，在大气消光系数相对固定时，通过测量不同波长的辐射强度比值对目标进行了测距，推导出了红外三色比距离方程。该方法存在的不足之处是，该方法测距公式的探测精度严重受限于目标所处的周围环境和探测距离。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技术中的不足，提出一种多种天气条件下地面目标的被动红外测距方法，能够有效地提高不同温度和不同天气条件下目标的红外辐射在传播过程中经大气吸收造成的衰减差异造成的测距精度和测距范围，同时因其可以适用于不同天气条件下地面目标的被动测距，大大增强了该测距方法对红外目标的适用天气范围。

实现本发明目的的思路是，被动测距即目标自身辐射的红外光在大气传输中所产生的衰减不一致的规律，衰减的红外光经大气传输到达探测系统，并利用探测系统对衰减的红外光进行分析，获取两个不同波段的辐射能量，求得目标距离与两个不同波段的光辐射能量的函数关系，实现对目标的被动测距。

为实现上述目的，本发明具体实现步骤包括如下：

(1)评估待测目标的类型和所处方位：

将红外光学系统对准待测目标，通过变焦获取待测目标的类型和所处方位；

(2)截取不同的波带：

使用波带截取工具，将每一种类型的待测目标辐射的红外光分为3.5～4.0μm、4.3～4.8μm两个不同的波带；

(3)获取两个不同波带对应的光辐射能量：

对两个不同的波带分别进行逐线积分，获取两个不同的波带对应的光辐射能量；

(4)计算待测目标与观测者之间的距离：