基于目标红外辐射光谱和带模式的被动测距方法

摘要

本发明公开了基于目标红外辐射光谱和带模式的被动测距方法，它包含以下操作步骤，(a)通过相应的传感装置获取距离反演所必须的测量数据；(b)建立基于带模式的测距模型；(c)建立被动测距数据库，反演目标距离。本发明利用氧气在大气中分布均匀的特点，所选择的氧气A吸收带谱线结构单一、特征明显，容易精确求解吸收截面，并可避免大气中其他成分气体对测量的干扰，且氧气浓度稳定，很好的解决了天气及地域的影响，所建立的带模式测距模型很好的解决了距离反演中的实时性问题。这种技术不仅可以用于固定路基站点，也可用于车载、机载等运动平台，在红外搜索跟踪系统，光电对抗方面有重要应用前景。

主权项

基于目标红外辐射光谱和带模式的被动测距方法，其特征在于它包含以下操作步骤：(a)通过相应的传感装置获取距离反演所必需的测量数据，包含以下操作步骤：(a‑1)利用目标跟踪装置获取被测目标的天顶角θ；(a‑2)利用光谱遥测装置获取目标经大气传输衰减后的光谱数据，并提取出氧气A吸收带处的光谱数据I_m(υ)，其中υ为吸收频率；(a‑3)利用天气传感器获取当地的温度T、压强数据p；(b)建立基于带模式的测距模型，包括以下操作步骤：(b‑1)利用步骤(a‑2)所提取出的氧气A吸收带处的光谱数据I_m(υ)后，对光谱数据进行多项式插值，求解基线I_b(υ)，从而计算出氧气A吸收带处的光谱透过率T_O2(υ)＝I_m(υ)/I_b(υ)；(b‑2)按照洛伦兹线型(Lorentz Profile)函数计算相应的氧气A吸收带处的分子线型，通过HITRAN数据库获得氧气分子吸收线强S，结合温度T、压强p数据计算出氧分子吸收截面σ；(b‑3)根据MORDTRAN提供的大气标准模型以及相应的氧分子浓度随海拔高度分布关系，建立起氧分子浓度m与测量距离l以及测量天顶角θ的函数关系m＝f(l，θ)；(b‑4)根据艾尔萨斯(Elsasser)随机带模式(Random Model)方法，结合氧分子的马尔克穆斯(Malkmus)分布特征，对透过率函数进行近似变形，并推导出洛伦兹线型的带模式表达式，并将步骤(b‑2)中的σ和步骤(b‑3)中的m代入测距表达式中，形成基于带模式的测距模型T_O2(υ)＝F(f(l，θ)，σ)；(c)建立被动测距数据库，反演目标距离，包括以下几个步骤：(c‑1)根据步骤(b‑4)建立的测距模型，将被测距离l和天顶角θ作为自变量，氧气A吸收带平均吸收系数作为变量，通过计算得到一一对应的数值关系，并建立相应的测距数据库；(c‑2)而在实际测量中，通过步骤(b‑1)得到T_O2(υ)后，通过(a‑1)获得θ，再利用步骤(c‑1)建立的测距数据库，最终查找出对应的被测距离l。