留言板

尊敬的读者、作者、审稿人, 关于本刊的投稿、审稿、编辑和出版的任何问题, 您可以本页添加留言。我们将尽快给您答复。谢谢您的支持!

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

空间目标天基成像探测信噪比分析

孙成明 袁艳 赵飞

孙成明, 袁艳, 赵飞. 空间目标天基成像探测信噪比分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659.
引用本文: 孙成明, 袁艳, 赵飞. 空间目标天基成像探测信噪比分析[J]. 红外与激光工程, 2015, 44(5): 1654-1659.
Sun Chengming, Yuan Yan, Zhao Fei. Analysis of SNR for space-based imaging detection of space object[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1654-1659.
Citation: Sun Chengming, Yuan Yan, Zhao Fei. Analysis of SNR for space-based imaging detection of space object[J]. Infrared and Laser Engineering, 2015, 44(5): 1654-1659.

空间目标天基成像探测信噪比分析

基金项目: 

国家自然科学基金(61308101);长江学者和创新团队发展计划(IRT0705)

详细信息
    作者简介:

    孙成明(1984-),男,博士,主要从事空间目标光谱与成像特性测量、建模与仿真等方面的研究。Email:sunchengming2008@163.com

  • 中图分类号: O432.1;O435.1

Analysis of SNR for space-based imaging detection of space object

  • 摘要: 基于光散射理论和轨道动力学,引入区域分解、网格划分和矢量坐标变换的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标等效星等的数学模型。结合空间目标天基成像探测的噪声来源建立了空间目标探测信噪比的数学模型。以空间目标天基红外系统为例,根据目标的结构特性、材料特性、背景特性、轨道特性及探测器的轨道特性、性能参数等,计算了目标等效星等和目标探测信噪比随时间的变化关系。结果表明,目标等效星等在观测时间内存在约3个星等的差别,导致目标探测信噪比在观测过程中也随之变化。仿真结果验证了建模方法的正确性,实现了空间目标天基成像探测信噪比的动态分析。
  • [1] Zhou Yanping, Shu Rui, Tao Kunyu, et al. Study of photoelectric detecting and identifying of space target[J]. Optical Technique, 2007, 33(1): 68-73. (in Chinese) 周彦平, 舒锐, 陶坤宇, 等. 空间目标光电探测与识别技术的研究[J]. 光学技术, 2007, 33(1): 68-73.
    [2]
    [3]
    [4] Wan Zhi, Ren Jianwei, Li Xiansheng, et al. Analysis of signal-to-noise ratio for remote sensing TDI CCD camera based on radiative transfer model [J]. Infrared and Laser Engineering, 2008, 37(3): 497-500. (in Chinese) 万志, 任建伟, 李宪圣, 等. 基于辐射传输模型的TDI CCD遥感相机信噪比分析[J]. 红外与激光工程, 2008, 37(3): 497-500.
    [5]
    [6] Chen Xinjin, Yuan Yan, Li Liying, et al. Analysis of signal-to-noise ratio for target detection[J]. Journal of Applied Optics, 2007, 28(4): 397-400. (in Chinese) 陈新锦, 袁艳, 李立英, 等. 目标探测的信噪比分析 [J]. 应用光学, 2007, 28(4): 397-400.
    [7] Yang Fan, Xuan Yimin, Han Yuge. Analysis of SNR for ground-based infrared detection of space object [J]. Infrared and Laser Engineering, 2012, 41(11): 2879-2885. (in Chinese) 杨帆, 宣益民, 韩玉阁. 空间目标红外地基探测的信噪比分析 [J]. 红外与激光工程, 2012, 41(11): 2879-2885.
    [8]
    [9]
    [10] Zhang Keke, Fu Danying, Zhou Feng, et al. The study on detect ability calculation method of space object visible camera [J]. Spacecraft Recovery Remote Sensing, 2006, 27(4): 22-26. (in Chinese) 张科科, 付丹鹰, 周峰, 等. 空间目标可见光相机探测能力理论计算方法研究 [J]. 航天返回与遥感, 2006, 27(4): 22-26.
    [11] Nicodemus F E. Directional, reflectance and emissivity of an opaque surface [J]. Applied Optics, 1965, 4: 767-773.
    [12]
    [13] Yuan Yan, Sun Chengming, Zhang Xiubao. Measuring and modeling of the spectral bidirectional reflection distribution function of space target's surface material [J]. Acta Physica Sinica, 2009, 59(3): 2097-2103. (in Chinese) 袁艳, 孙成明, 张修宝. 空间目标表面材料光谱双向反射分布函数测量与建模 [J]. 物理学报, 2009, 59(3): 2097-2103.
    [14]
    [15] Sun C M, Yuan Y, Zhang X B. Application of BRDF for modeling on the optical scattering characteristics of space target [C]//SPIE, 2009, 7383: 738338-1-10.
    [16]
    [17]
    [18] Chen Weizhen, Zhang Chunhua, Zhou Xiaodong. A study on luminosity features and signal noise ratio of space target[J]. Infrared Technology, 2007, 29(12): 716-719. (in Chinese) 陈维真, 张春华, 周晓东. 空间目标的光度特性及其成像信噪比研究 [J]. 红外技术, 2007, 29(12): 716-719.
    [19] Shen Y J, Zhang Z M, Tsai B K, et al. Bidirectional reflectance distribution function of rough silicon wafers[J]. International Journal of Thermophysics, 2001, 22(4): 1311-1326.
  • [1] 武永见, 杨大伟, 孙欣, 刘涌, 胡永力.  空间光学遥感器精密次镜调整机构设计及试验 . 红外与激光工程, 2023, 52(4): 20220635-1-20220635-7. doi: 10.3788/IRLA20220635
    [2] 阮航, 张强, 杨雨昂, 徐灿.  非均匀转动空间目标天基逆合成孔径激光雷达成像 . 红外与激光工程, 2023, 52(2): 20220406-1-20220406-9. doi: 10.3788/IRLA20220406
    [3] 张俊, 张洪健, 孙大开, 王立, 武延鹏, 李春艳, 钟红军, 卢欣.  高灵敏度空间目标自主探测技术研究 . 红外与激光工程, 2020, 49(5): 20201008-20201008-7. doi: 10.3788/IRLA20201008
    [4] 胡朝斌, 金星, 常浩.  空间翻滚目标激光消旋概念及天基应用分析 . 红外与激光工程, 2020, 49(8): 20200203-1-20200203-9. doi: 10.3788/IRLA20200203
    [5] 于鲲, 郭彪, 丛明煜.  空间目标临边探测背景红外成像建模与图像仿真 . 红外与激光工程, 2019, 48(9): 904005-0904005(10). doi: 10.3788/IRLA201948.0904005
    [6] 于欢欢, 沈鸣, 高鹏骐, 孙明国, 郭效忠, 赵有.  APOSOS光电望远镜空间目标观测精度分析 . 红外与激光工程, 2017, 46(1): 117002-0117002(7). doi: 10.3788/IRLA201746.0117002
    [7] 王建军, 黄晨, 李舰艇.  空间目标红外辐射测量系统标定技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(4): 404002-0404002(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0404002
    [8] 罗秀丽, 唐璟, 王岭雪, 蔡毅, 薛唯, 张小水, 王书潜.  热像仪探测泄漏气体的信噪比建模与测试 . 红外与激光工程, 2016, 45(12): 1204003-1204003(8). doi: 10.3788/IRLA201645.1204003
    [9] 郑耀辉, 阮萍, 曹尚.  空间薄膜衍射望远镜展开结构设计与分析 . 红外与激光工程, 2016, 45(1): 118004-0118004(5). doi: 10.3788/IRLA201645.0118004
    [10] 王盈, 黄建明, 刘玉, 陈凤, 魏祥泉.  空间目标激光雷达成像仿真技术 . 红外与激光工程, 2016, 45(9): 906002-0906002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0906002
    [11] 孔英秀, 柯熙政, 杨媛.  空间相干光通信中本振光功率对信噪比的影响 . 红外与激光工程, 2016, 45(2): 222002-0222002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0222002
    [12] 汪洪源, 陈赟.  天基空间目标红外动态辐射特性建模与仿真 . 红外与激光工程, 2016, 45(5): 504002-0504002(6). doi: 10.3788/IRLA201645.0504002
    [13] 王盈, 黄建明, 魏祥泉.  空间目标在轨红外成像仿真 . 红外与激光工程, 2015, 44(9): 2593-2597.
    [14] 刘夫成, 刘朝晖, 刘文, 梁冬生, 袁辉.  基于STK/matlab 的空间目标序列星图仿真 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3157-3161.
    [15] 孙阳, 薛栋林, 郑立功, 张学军.  基于速度矢量模型的圆轨道空间相机偏流角实时补偿 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2185-2191.
    [16] 刘可辉, 王晓蕊, 张卫国.  红外点目标成像信噪比建模分析 . 红外与激光工程, 2014, 43(7): 2143-2147.
    [17] 康文运, 宋小全, 韦震.  白天空间目标激光测距微弱信号探测方法 . 红外与激光工程, 2014, 43(9): 3026-3029.
    [18] 张己化, 范如玉, 赵宁, 蔡雷, 白鑫.  强背景下光电系统空间目标探测能力 . 红外与激光工程, 2014, 43(1): 212-216.
    [19] 韩意, 孙华燕.  空间目标光学散射特性研究进展 . 红外与激光工程, 2013, 42(3): 758-766.
    [20] 孟庆宇, 张伟, 龙夫年.  天基空间目标可见光相机探测能力分析 . 红外与激光工程, 2012, 41(8): 2079-2084.
  • 加载中
计量
  • 文章访问数:  681
  • HTML全文浏览量:  132
  • PDF下载量:  265
  • 被引次数: 0
出版历程
  • 收稿日期:  2014-09-16
  • 修回日期:  2014-10-19
  • 刊出日期:  2015-05-25

空间目标天基成像探测信噪比分析

    作者简介:

    孙成明(1984-),男,博士,主要从事空间目标光谱与成像特性测量、建模与仿真等方面的研究。Email:sunchengming2008@163.com

基金项目:

国家自然科学基金(61308101);长江学者和创新团队发展计划(IRT0705)

  • 中图分类号: O432.1;O435.1

摘要: 基于光散射理论和轨道动力学,引入区域分解、网格划分和矢量坐标变换的思想,利用双向反射分布函数建立了空间目标等效星等的数学模型。结合空间目标天基成像探测的噪声来源建立了空间目标探测信噪比的数学模型。以空间目标天基红外系统为例,根据目标的结构特性、材料特性、背景特性、轨道特性及探测器的轨道特性、性能参数等,计算了目标等效星等和目标探测信噪比随时间的变化关系。结果表明,目标等效星等在观测时间内存在约3个星等的差别,导致目标探测信噪比在观测过程中也随之变化。仿真结果验证了建模方法的正确性,实现了空间目标天基成像探测信噪比的动态分析。

English Abstract

参考文献 (19)

目录

    /

    返回文章
    返回