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

【摘要】：點目標探測的應用研究已成為國防安全領域的重要應用,在國家安全領域中發(fā)揮著不可或缺的關鍵作用。波段作為探測系統(tǒng)的重要參數(shù)對目標的探測性能具有至關重要的作用,一定程度上決定系統(tǒng)能否探測到目標。波段選擇的不正確會導致系統(tǒng)的檢測概率下降或者出現(xiàn)漏檢、錯檢的現(xiàn)象。目前,國內(nèi)在探測系統(tǒng)的波段選擇上缺少系統(tǒng)的研究方法和統(tǒng)一的評價標準,很難給出最佳探測波段。針對該問題,本文采用系統(tǒng)仿真的研究方法,以檢測概率和虛警率作為波段選擇的評價標準,解決了在特定背景下點目標探測的最優(yōu)波段選擇問題,并提出了一種兼顧多個目標探測最優(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)的探測性能達到最優(yōu),這與目標和背景的光譜輻射特性以及系統(tǒng)的參數(shù)等有關。因此,本文對點目標探測的整個系統(tǒng)進行了建模和仿真,包括大氣背景輻射數(shù)學模型、背景雜波數(shù)學模型以及整個探測系統(tǒng)的數(shù)學模型。針對背景雜波在系統(tǒng)傳輸過程中會受到系統(tǒng)非均勻性的影響,對背景雜波進行了系統(tǒng)修正,更符合實際情況。這部分的研究為探測性能的計算提供了重要的輸入來源和理論支撐。針對波段選擇的評價標準,本文建立了系統(tǒng)的波段選擇性能評估模型,以系統(tǒng)的單幀檢測概率和虛警率作為評價指標,并將對檢測概率和虛警率的指標要求等效轉(zhuǎn)化到對信號干擾比的指標要求。將系統(tǒng)干擾比應用于波段選擇中,能有效的將信噪比和信雜比統(tǒng)一起來,并有利于對影響波段選擇的噪聲分類討論。文章在系統(tǒng)的波段選擇性能評估模型的研究基礎上對不同目標探測的最優(yōu)波段進行了選擇。針對不同目標的最優(yōu)波段會有偏差,本文提出了一種以備選波段集內(nèi)歸一化信號干擾比均值為波段選擇標準的兼顧多個目標探測的最優(yōu)波段選擇的方法,并將該方法應用于文中的三個不同目標,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)對特定目標的探測性能會受到儀器參數(shù)的影響,本文從系統(tǒng)的角度上對所選波段處系統(tǒng)的分辨率和背景雜散光進行了計算并提出了指標要求。論文的研究為探測系統(tǒng)實際工程設計提供了指導性意義,所選出的波段有望用于實際探測系統(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,需要用大量實驗進行驗證。
【關鍵詞】：點目標探測 背景雜波 最優(yōu)波段選擇 檢測概率 信號干擾比
【學位授予單位】：中國科學院研究生院(上海技術物理研究所)
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：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 國內(nèi)外航天遙感探測系統(tǒng)波段選擇及方法研究進展11-20
• 1.2.1 國內(nèi)外遙感探測系統(tǒng)探測波段11-15
• 1.2.2 國內(nèi)外點目標探測波段選擇方法15-20
• 1.3 國內(nèi)外天基紅外仿真技術研究現(xiàn)狀20-24
• 1.4 論文研究的主要內(nèi)容和創(chuàng)新點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25-26
• 2 目標和背景輻射特性及背景雜波建模仿真分析26-52
• 2.1 導彈目標輻射特性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)庫的大氣輻射傳輸計算模型35-38
• 2.3 背景雜波數(shù)學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 探測系統(tǒng)建模分析52-78
• 3.1 探測系統(tǒng)各子模塊模型52-59
• 3.1.1 光學系統(tǒng)模型53-56
• 3.1.2 探測器模型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)計特性59-60
• 3.2.2 光學系統(tǒng)輻射非均勻性60-61
• 3.2.3 探測器噪聲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 動態(tài)范圍75-77
• 3.4 本章小結(jié)77-78
• 4 波段選擇評估指標分析78-100
• 4.1 探測系統(tǒng)性能評價指標分析78-80
• 4.1.1 檢測概率和虛警率模型78-80
• 4.2 信號干擾比分析80-82
• 4.3 系統(tǒng)信噪比模型82-89
• 4.3.1 信號模型分析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 探測系統(tǒng)對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 信號干擾比仿真結(jié)果98-99
• 4.6 檢測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 天基紅外探測系統(tǒng)波段選擇分析100-140
• 5.1 單個目標波段選擇分析100-127
• 5.1.1 波段選擇方法100-101
• 5.1.2 對單個目標的波段選擇分析101-127
• 5.2 多個目標波段選擇分析127-130
• 5.2.1 多個目標波段選擇方法127-128
• 5.2.2 對多個目標的波段選擇仿真分析128-130
• 5.3 系統(tǒng)分辨率對波段選擇的影響130-134
• 5.4 所選波段對背景雜散光的要求134-137
• 5.4.1 檢測概率對雜散光的要求134-136
• 5.4.2 系統(tǒng)動態(tài)范圍對雜散光的要求136-137
• 5.4.3 綜合考慮檢測概率和動態(tài)范圍對系統(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144-150
• 作者簡介及在學期間發(fā)表的學術論文與研究成果150

【參考文獻】

中國期刊全文數(shù)據(jù)庫 前3條

1 李雅男;孫曉兵;喬延利;;空間目標探測與識別的波段選擇[J];光學學報;2009年01期

2 范偉;王毅;饒瑞中;;根據(jù)表面反射特性進行目標探測的波段選擇[J];光子學報;2006年05期

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

中國博士學位論文全文數(shù)據(jù)庫 前1條

1 錢惟賢;復雜背景下紅外小目標探測與跟蹤若干關鍵技術研究[D];南京理工大學;2010年

  本文關鍵詞：特定背景下點目標探測最優(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：283288