[发明专利]一种低慢小飞行器红外辐射特性计算方法及存储介质

权利要求书

1.一种低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于，该方法包括目标几何模型、目标/环境红外辐射模型以及双向反射分布函数模型三个模型；所述目标几何模型是根据飞行器外形参数对目标采用一组平面近似描述的立体几何结构；所述目标/环境红外辐射模型包括目标自身的红外辐射和目标反射环境红外辐射两部分；所述双向反射分布函数模型是反射方向小立体角内反射的辐射亮度与入射的辐射照度之比；该方法包括以下步骤：

步骤1，利用目标原型参数构建目标几何模型及基本坐标系；

步骤2，对目标/环境的辐射特性开展机理分析，分别计算影响目标红外辐射特性的环境辐射因素；

步骤3，根据观察者、太阳、地表、天空相对目标的方位角、天顶角，结合双向反射分布函数模型，综合求解目标/环境红外辐射亮度、投影面积；

步骤4，由计算的目标/环境辐射亮度乘以投影面积得到目标辐射强度。

2.根据权利要求1所述的低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于：

所述基本坐标系是右手笛卡尔直角坐标系，红外热像仪和太阳从原点用球坐标确定。

3.根据权利要求1所述的低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于：

所述目标自身红外辐射是机身蒙皮辐射，所述目标反射环境红外辐射包括目标机身对太阳辐射、地表辐射、地表反射太阳辐射、地表反射天空辐射、天空辐射的反射，特殊情况存在云层反射辐射。

4.根据权利要求1所述的低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于，在步骤1中：

所述基本坐标系是一个Z轴垂直向上的右手笛卡尔直角坐标系，其中心O点位于四棱锥目标ABCDE顶面BCDE的中心，X轴指向目标前端，Y轴指向目标左侧；红外热像仪和太阳从原点用球坐标确定；向量i为平面ABC的单位法向量(x_i,y_i,z_i)，其方向向外；红外热像仪在目标坐标系中的天顶角和方位角为太阳在目标坐标系中的天顶角和方位角为根据坐标系转换方法得到红外热像仪、太阳在目标坐标系中的单位向量为(x_t,y_t,z_t)，(x_s,y_s,z_s)；则平面ABC的单位法向量i与红外热像仪视线方向的夹角α存在如下关系：

目标相对红外热像仪方向的投影面积等于表面面积乘以由面法线和热像仪方向矢量之间的夹角的余弦：

S_t＝S_ΔABC·cosα (2)

当cosα小于零时，则存在遮挡，其投影面积为零。

5.根据权利要求1所述的低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于，在步骤2中：

所述目标辐射亮度是各种分量的总和：

L_total＝L_sel+L_rs+L_re+L_rsky (3)

式中：L_total为目标总的光谱辐射亮度，L_sel为目标自身辐射亮度，L_rs为目标反射太阳辐射亮度，L_re为目标反射地表辐射亮度，其中包括地表辐射亮度、地表反射太阳辐射亮度、地表反射天空辐射亮度；L_rsky为目标反射天空辐射亮度。

6.根据权利要求1所述的低慢小飞行器红外辐射特性计算方法，其特征在于，在步骤3中：

所述双向反射分布函数模型的表达式为：

式中：是反射的辐射亮度，是入射的辐照度，θ_i和为入射的天顶角和方位角，θ_r和是反射的天顶角和方位角，λ为波长。