● 摘要
在弹道导弹和空天目标探测识别过程中，建立行星背景和黄道带背景红外辐射模型对于目标识别有着至关重要的作用。本文分别对这两种背景辐射场景进行了建模仿真。
建立了行星背景红外辐射场景生成模型。分别对行星视位置进行建模，再结合给定谱段内辐射量进行场景成像。首先利用VSOP87理论计算出给定时刻太阳系内八大行星在日心坐标系下的黄道坐标，然后对坐标进行时间修正得到修正后的真实坐标。再根据观测者所处位置，对修正后的行星黄道坐标进行坐标转换，得到行星相对观测者的地平坐标。其次根据视轴方向和视场大小通过投影变换得到成像平面内各行星的投影坐标及投影半径，进而判断出行星是否出现在视场内。最后，通过辐射计算求得各行星在传感器处的辐射照度，可仿真得到视场内行星的辐射图像。实现能够模拟在任意给定观测时间、观测者坐标、起止波长、视轴指向和视场大小时视场内行星的红外辐射图像。
建立了黄道带背景红外辐射场景生成模型，提出了一种基于粒子分布的黄道带热辐射和散射辐射计算方法。通过沿视线方向将视场分为若干个体积单元，分别计算单个体积单元内黄道带粒子的三维分布情况及散射辐射特性，求解得到各体积单元在传感器处产生的辐射照度。再通过叠加求和可求得单个像素点视场内黄道带背景辐射量，通过与红外天文卫星实验(IRAS)实测数据(ZOHF)的对比，验证了物理模型的正确性。该模型能够模拟在任意给定观测时间、观测位置、起止波长、视轴指向和视场大小时视场内黄道带背景红外辐射图像。