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专利名称：基于双波段红外辐射的目标距离估计方法
技术领域：
本发明属于红外探测技术领域，涉及被动跟踪系统对目标距离的估计方法，适用于20(Γ500开尔文背景温度下，目标与背景温差不超过5开尔文的目标的距离估计。
背景技术：
随着光电对抗技术的迅速发展及其在现代战争中的广泛使用，作战双方对武器系统的隐蔽性要求越来越高。无人机载或弹载红外探测系统因其工作在被动工作方式，不向外界辐射能量，极大的增强了隐身能力和突防能力，成为目前研究的热点之一。但由于其没有距离测量功能，使得各种先进的制导律无法应用，降低了其制导精度，限制了其发展。因此被动测距技术成为光电对抗系统的关键技术之一，而基于目标辐射传输特性的被动测距成为有关研究的主攻方向。这是因为目标辐射的传输衰减是辐射信号的行程即目标到探测 器距离的函数。文献“Jeffrey ff, Draper J S, Gobel R. Monocular Passive Ranging[J].Proceedings of IRIS Meeting of specialty Group on Targets， Backgrounds andDiscrimination. 1994，113-130. ”提出了一种通过分析助推段战区导弹发射时2 μ m附近两个窄带CO2光谱，实现单目被动测距的方法，并在1998年 1999年间，由美国KTAADN公司和弹道防御机构一起进行了实验验证，误差不超过15% ;文献“Hawks, Michael R. Passiveranging using atmospheric oxygen absorption spectra[D]. Air Force Instituteof Technology (AU), Doctoral thesis, Jan 2006. ” 则建立了润轮发动机燃烧时,762nm及690nm处O2峰的光谱信噪比与涡轮发动机距离的经验函数。通过测量飞机发动机尾焰中的氧气吸收光谱，根据吸收谱的信噪比来估计目标的距离。早期的测距范围是2. 8km，后来发展达到Ilkm;然而，上述这些测量方法要求在目标后方或侧后方对其进行观测，不适用于预警或其他正面迎击武器系统。后来，文献“Wallace Joseph. Passive rangedetermination of object [P]. Inter. Patent, W0055643, 2000. ”提出一种利用双波段红外辐射信息确定目标距离的方法，但是该方法的工作曲线存在严重的非线性，求出的距离不具有唯一性，从而得出的距离估计值是不可靠的，很难用于实际目标距离估计。

发明内容
本发明的目的在于针对上述已有技术的不足，提出一种基于双波段红外辐射的目标距离的估计方法，以在不增加导弹的空间开销的前提下，提高目标估计的准确性和可靠性。本发明的技术方案是通过目标辐射与背景辐射差异信号、目标与背景温度之差、目标所处背景温度信息，来实现红外探测系统对目标距离的估计，具体步骤如下(I)利用弹载双波段红外成像传感器，获得3飞μ m波段上的目标辐射与背景辐射差异信号M、8 12μπι波段上的目标辐射与背景辐射差异信号N、目标温度1\、背景温度Tb ；(2)计算目标与背景温度之差Λ T = Tt-Tb ；
(3)建立目标距离公式:Λ
权利要求
1.一种基于双波段红外辐射的目标距离估计方法，包括如下步骤 (1)利用弹载双波段红外成像传感器，获得3飞μm波段上的目标辐射与背景辐射差异信号M、8 12 μ m波段上的目标辐射与背景辐射差异信号N、目标温度Tt、背景温度Tb ； (2)计算目标与背景温度之差AT= Tt-Tb ；(3)建立目标距离公式全文摘要
本发明公开了一种小温差目标的距离估计方法，主要解决现有对小温差目标距离估计方法不适用于预警及正面迎击武器系统、结果不具有唯一性的问题。其实现步骤是利用弹载双波段红外成像传感器，获得3~5μm和8~12μm两个波段上的目标辐射与背景辐射的差异信号；计算目标与背景温差；建立目标距离公式计算公式变量V1，V2，V3，V4；在不同气象条件下，确定因子ki，i＝1~5，并制成表格；根据实时气象条件，查表获得因子ki；将已计算的变量和查表得到的因子代入目标距离公式，计算出目标距离R。本发明具有隐身能力强，测量变量少，计算简单，可行性强的特点，适用于200~500开尔文背景温度下，目标与背景温差不超过5开尔文的目标距离估计。
文档编号G01J5/00GK102889931SQ20121037631
公开日2013年1月23日 申请日期2012年10月8日 优先权日2012年10月8日
发明者杨琳, 王立霞, 付小宁 申请人:西安电子科技大学