[发明专利]基于探测效能的天基红外预警谱段选择方法及装置

说明书

本发明实施例提供一种基于探测效能的天基红外预警谱段选择方法及装置，属于遥感探测技术领域。所述方法包括：确定待测目标的尾焰气体的光谱辐亮度I_tw；确定背景红外辐射的光谱辐亮度I_b和所述待测目标的目标顶到探测器的光谱大气透过率τ_t；确定所述尾焰气体在入瞳处的辐亮度I_t；确定多个探测谱段中的每个探测谱段内在所述入瞳处所述尾焰气体和所述背景的温度差ΔT；采用光学遥感探测效能评价方法确定所述天基红外探测器的最小可分辨率温差MRTD；确定在所述每个探测谱段内所述尾焰气体的探测概率；以及根据针对所述每个探测谱段得到的探测概率设置优化探测谱段。本发明实施例以探测效能为评价指标优化选择天基红外预警谱段，评价结果更直观可靠。

技术领域

本发明涉及遥感探测技术领域，具体地涉及一种基于探测效能的天基红外预警谱段选择方法及装置。

背景技术

天基红外预警卫星是目前探测弹道导弹发射的最有效手段，其通过探测导弹尾焰的红外辐射，尤其是主动段的高强度辐射来判断弹道导弹的发射，第一时间预警并将导弹的方位信息等传至地面站，为地面防御系统的判断、准备和拦截提供充足时间，对保卫国土安全具有重要意义。

导弹目标和背景在红外波段的辐射都有一定的光谱特性，大气辐射传输也有波长选择性，而红外探测器对不同的波长响应也不相同，因此天基红外预警卫星的谱段选择对导弹的预警能力具有重要影响。美国在最早的预警系统“MIDAS(Missile Detense AlarmSystem，导弹红外防御预警系统)”中采用2.3μm的短波红外波段，但是杂波干扰强。而后在DSP(Defense Support Program，国防支援计划)预警卫星中采用2.7μm红外波段，预警能力有所改善，然而虚警率高。从第二代DSP到天基红外系统以及红外监视系统等预警卫星都采用了2.7μm和4.5μm的短波和中波双红外谱段探测方式，然而详细的谱段中心波长和宽度没有公布。

现有的谱段选择优化一般以对比度模型或信噪比模型(或称为“信杂比模型”)为目标函数，通过使目标函数达到最优来选择谱段。通过对比度模型能够得到不同谱段的对比度，进而优化选择探测谱段，然而对于探测器响应和背景杂波等考虑不够充分。信噪比模型是综合考虑了成像链路影响因素的综合模型，能够比较全面反映预警探测能力，然而其对分辨率和对比度考虑不够充分，且模型复杂度高。

发明内容

本发明实施例的目的是提供一种基于探测效能的天基红外预警谱段选择方法及装置，用于至少部分解决现有的谱段选择技术存在的上述技术问题。

为了实现上述目的，本发明实施例提供一种天基红外预警谱段选择方法，所述方法包括：确定待测目标的尾焰气体的光谱辐亮度I_tw；确定背景红外辐射在天基红外探测器入瞳处的光谱辐亮度I_b和所述待测目标的目标顶到探测器的光谱大气透过率τ_t；根据所述待测目标的尾焰气体的光谱辐亮度I_tw和所述大气透过率τ_t，确定所述待测目标的尾焰气体在入瞳处的辐亮度I_t；针对多个探测谱段，根据所述背景红外辐射在入瞳处的光谱辐亮度I_b和所述待测目标的尾焰气体在入瞳处的辐亮度I_t，确定所述多个探测谱段中的每个探测谱段内在所述入瞳处所述尾焰气体和所述背景的温度差ΔT；采用光学遥感探测效能评价方法确定所述天基红外探测器的最小可分辨率温差MRTD；针对所述多个探测谱段中的每个探测谱段，根据所述每个探测谱段内在所述入瞳处所述尾焰气体和所述背景的温度差ΔT、所述天基红外探测器的所述最小可分辨率温差MRTD确定在所述每个探测谱段内所述尾焰气体的探测概率；以及根据针对所述每个探测谱段得到的探测概率设置优化探测谱段。