發(fā)布時(shí)間：2017-04-02 23:06

  本文關(guān)鍵詞：特定背景下點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)最優(yōu)波段選擇方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)的應(yīng)用研究已成為國(guó)防安全領(lǐng)域的重要應(yīng)用,在國(guó)家安全領(lǐng)域中發(fā)揮著不可或缺的關(guān)鍵作用。波段作為探測(cè)系統(tǒng)的重要參數(shù)對(duì)目標(biāo)的探測(cè)性能具有至關(guān)重要的作用,一定程度上決定系統(tǒng)能否探測(cè)到目標(biāo)。波段選擇的不正確會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的檢測(cè)概率下降或者出現(xiàn)漏檢、錯(cuò)檢的現(xiàn)象。目前,國(guó)內(nèi)在探測(cè)系統(tǒng)的波段選擇上缺少系統(tǒng)的研究方法和統(tǒng)一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),很難給出最佳探測(cè)波段。針對(duì)該問(wèn)題,本文采用系統(tǒng)仿真的研究方法,以檢測(cè)概率和虛警率作為波段選擇的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),解決了在特定背景下點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)的最優(yōu)波段選擇問(wèn)題,并提出了一種兼顧多個(gè)目標(biāo)探測(cè)最優(yōu)波段選擇方法。系統(tǒng)的波段選擇是為了選擇出最優(yōu)波段使系統(tǒng)的探測(cè)性能達(dá)到最優(yōu),這與目標(biāo)和背景的光譜輻射特性以及系統(tǒng)的參數(shù)等有關(guān)。因此,本文對(duì)點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)的整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行了建模和仿真,包括大氣背景輻射數(shù)學(xué)模型、背景雜波數(shù)學(xué)模型以及整個(gè)探測(cè)系統(tǒng)的數(shù)學(xué)模型。針對(duì)背景雜波在系統(tǒng)傳輸過(guò)程中會(huì)受到系統(tǒng)非均勻性的影響,對(duì)背景雜波進(jìn)行了系統(tǒng)修正,更符合實(shí)際情況。這部分的研究為探測(cè)性能的計(jì)算提供了重要的輸入來(lái)源和理論支撐。針對(duì)波段選擇的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn),本文建立了系統(tǒng)的波段選擇性能評(píng)估模型,以系統(tǒng)的單幀檢測(cè)概率和虛警率作為評(píng)價(jià)指標(biāo),并將對(duì)檢測(cè)概率和虛警率的指標(biāo)要求等效轉(zhuǎn)化到對(duì)信號(hào)干擾比的指標(biāo)要求。將系統(tǒng)干擾比應(yīng)用于波段選擇中,能有效的將信噪比和信雜比統(tǒng)一起來(lái),并有利于對(duì)影響波段選擇的噪聲分類討論。文章在系統(tǒng)的波段選擇性能評(píng)估模型的研究基礎(chǔ)上對(duì)不同目標(biāo)探測(cè)的最優(yōu)波段進(jìn)行了選擇。針對(duì)不同目標(biāo)的最優(yōu)波段會(huì)有偏差,本文提出了一種以備選波段集內(nèi)歸一化信號(hào)干擾比均值為波段選擇標(biāo)準(zhǔn)的兼顧多個(gè)目標(biāo)探測(cè)的最優(yōu)波段選擇的方法,并將該方法應(yīng)用于文中的三個(gè)不同目標(biāo),最終選擇出在卷云天氣下最優(yōu)波段是短波紅外的2.73~3.13um以及中波紅外的4.188~4.488um。由于系統(tǒng)對(duì)特定目標(biāo)的探測(cè)性能會(huì)受到儀器參數(shù)的影響,本文從系統(tǒng)的角度上對(duì)所選波段處系統(tǒng)的分辨率和背景雜散光進(jìn)行了計(jì)算并提出了指標(biāo)要求。論文的研究為探測(cè)系統(tǒng)實(shí)際工程設(shè)計(jì)提供了指導(dǎo)性意義,所選出的波段有望用于實(shí)際探測(cè)系統(tǒng)中。但由于研究方法仍屬于理論研究范疇,離工程化仍存在較大距離,需要用大量實(shí)驗(yàn)進(jìn)行驗(yàn)證。
【關(guān)鍵詞】：點(diǎn)目標(biāo)探測(cè) 背景雜波 最優(yōu)波段選擇 檢測(cè)概率 信號(hào)干擾比
【學(xué)位授予單位】：中國(guó)科學(xué)院研究生院(上海技術(shù)物理研究所)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TN215
【目錄】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 1 引言10-26
• 1.1 研究背景和意義10-11
• 1.2 國(guó)內(nèi)外航天遙感探測(cè)系統(tǒng)波段選擇及方法研究進(jìn)展11-20
• 1.2.1 國(guó)內(nèi)外遙感探測(cè)系統(tǒng)探測(cè)波段11-15
• 1.2.2 國(guó)內(nèi)外點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)波段選擇方法15-20
• 1.3 國(guó)內(nèi)外天基紅外仿真技術(shù)研究現(xiàn)狀20-24
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點(diǎn)24-26
• 1.4.1 論文研究的主要內(nèi)容和章節(jié)安排24-25
• 1.4.2 論文特色和創(chuàng)新點(diǎn)25-26
• 2 目標(biāo)和背景輻射特性及背景雜波建模仿真分析26-52
• 2.1 導(dǎo)彈目標(biāo)輻射特性26-30
• 2.2 背景輻射特性研究及模型建立和仿真分析30-38
• 2.2.1 大氣輻射傳輸理論30-35
• 2.2.2 基于MODTRAN數(shù)據(jù)庫(kù)的大氣輻射傳輸計(jì)算模型35-38
• 2.3 背景雜波數(shù)學(xué)模型建立及仿真分析38-49
• 2.3.1 背景雜波模型38-44
• 2.3.2 背景雜波隨波段變化仿真結(jié)果及分析44-47
• 2.3.3 不同地表背景雜波仿真結(jié)果分析47-49
• 2.4 本章小結(jié)49-52
• 3 探測(cè)系統(tǒng)建模分析52-78
• 3.1 探測(cè)系統(tǒng)各子模塊模型52-59
• 3.1.1 光學(xué)系統(tǒng)模型53-56
• 3.1.2 探測(cè)器模型56-58
• 3.1.3 調(diào)理電路模型58-59
• 3.1.4 A/D轉(zhuǎn)換電路模型59
• 3.2 系統(tǒng)噪聲模型59-72
• 3.2.1 噪聲的統(tǒng)計(jì)特性59-60
• 3.2.2 光學(xué)系統(tǒng)輻射非均勻性60-61
• 3.2.3 探測(cè)器噪聲61-68
• 3.2.4 調(diào)理電路噪聲和A/D量化噪聲68-70
• 3.2.5 背景輻射雜散光模型70-71
• 3.2.6 系統(tǒng)總噪聲71-72
• 3.3 系統(tǒng)性能參數(shù)分析72-77
• 3.3.1 空間分辨率72-74
• 3.3.2 系統(tǒng)靈敏度74-75
• 3.3.3 動(dòng)態(tài)范圍75-77
• 3.4 本章小結(jié)77-78
• 4 波段選擇評(píng)估指標(biāo)分析78-100
• 4.1 探測(cè)系統(tǒng)性能評(píng)價(jià)指標(biāo)分析78-80
• 4.1.1 檢測(cè)概率和虛警率模型78-80
• 4.2 信號(hào)干擾比分析80-82
• 4.3 系統(tǒng)信噪比模型82-89
• 4.3.1 信號(hào)模型分析82-85
• 4.3.2 信噪比模型及仿真結(jié)果分析85-86
• 4.3.3 仿真結(jié)果及分析86-89
• 4.4 系統(tǒng)信雜比模型89-98
• 4.4.1 信雜比定義89-90
• 4.4.2 探測(cè)系統(tǒng)對(duì)背景雜波的修正及仿真結(jié)果分析90-96
• 4.4.3 信雜比模型及仿真結(jié)果分析96-98
• 4.5 信號(hào)干擾比仿真結(jié)果98-99
• 4.6 檢測(cè)概率和虛警率仿真結(jié)果及分析99
• 4.7 本章小結(jié)99-100
• 5 天基紅外探測(cè)系統(tǒng)波段選擇分析100-140
• 5.1 單個(gè)目標(biāo)波段選擇分析100-127
• 5.1.1 波段選擇方法100-101
• 5.1.2 對(duì)單個(gè)目標(biāo)的波段選擇分析101-127
• 5.2 多個(gè)目標(biāo)波段選擇分析127-130
• 5.2.1 多個(gè)目標(biāo)波段選擇方法127-128
• 5.2.2 對(duì)多個(gè)目標(biāo)的波段選擇仿真分析128-130
• 5.3 系統(tǒng)分辨率對(duì)波段選擇的影響130-134
• 5.4 所選波段對(duì)背景雜散光的要求134-137
• 5.4.1 檢測(cè)概率對(duì)雜散光的要求134-136
• 5.4.2 系統(tǒng)動(dòng)態(tài)范圍對(duì)雜散光的要求136-137
• 5.4.3 綜合考慮檢測(cè)概率和動(dòng)態(tài)范圍對(duì)系統(tǒng)雜散光的要求137
• 5.5 本章小結(jié)137-140
• 6 總結(jié)和展望140-144
• 6.1 總結(jié)140-142
• 6.2 展望142-144
• 參考文獻(xiàn)144-150
• 作者簡(jiǎn)介及在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果150

【參考文獻(xiàn)】

中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前3條

1 李雅男;孫曉兵;喬延利;;空間目標(biāo)探測(cè)與識(shí)別的波段選擇[J];光學(xué)學(xué)報(bào);2009年01期

2 范偉;王毅;饒瑞中;;根據(jù)表面反射特性進(jìn)行目標(biāo)探測(cè)的波段選擇[J];光子學(xué)報(bào);2006年05期

3 朱振福，，黃培康;戰(zhàn)術(shù)彈道導(dǎo)彈紅外輻射特性與反導(dǎo)最佳波段選擇[J];系統(tǒng)工程與電子技術(shù);1996年01期

中國(guó)博士學(xué)位論文全文數(shù)據(jù)庫(kù) 前1條

1 錢惟賢;復(fù)雜背景下紅外小目標(biāo)探測(cè)與跟蹤若干關(guān)鍵技術(shù)研究[D];南京理工大學(xué);2010年

  本文關(guān)鍵詞：特定背景下點(diǎn)目標(biāo)探測(cè)最優(yōu)波段選擇方法的研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

本文編號(hào)：283288