[发明专利]一种红外发射率外场测量方法

权利要求书

1.一种红外发射率外场测量方法，其特征在于，包含以下步骤：

步骤S1、低空挂飞获取高精度面元黑体、金板及大面积定标体的辐射亮度，并同步采集大面积标准体表面温度；

步骤S2、计算大面积标准体表面发射率；

步骤S3、高空挂飞获取目标及地物背景入瞳辐射亮度，并同步采集目标、大面积标准体及典型地物表面温度；

步骤S4、计算大气辐射、环境辐射和大气衰减；

步骤S5、反演目标及典型地物表面发射率。

2.如权利要求1所述的红外发射率外场测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，选取四个发射率依次为0.9、0.6、0.3、0.1的靶布，每块靶布大小为5m×5m，四块靶布规律排布，高精度面元黑体及金板布置于大面积标准体旁边，保证低空挂飞时靶布和高精面源黑体、金板位于探测器视场。

3.如权利要求2所述的红外发射率外场测量方法，其特征在于，所述步骤S1中，在目标及典型地物表面、大面积靶布表面、金板表面通过接触式测温仪表测量表面温度。

4.如权利要求3所述的红外发射率外场测量方法，其特征在于，所述步骤S2中，由黑体的控制面板中读取黑体的表面温度T_bb，采用接触式测温仪测量得到金板的表面温度T_gb，用于计算所述黑体和金板的本体辐射亮度；根据普朗克定律，所述黑体和金板的本体辐射亮度计算公式为：

式中，L_bb为黑体的本体辐射亮度；L_gb为金板的本体辐射亮度；ε_bb为黑体的发射率；ε_gb为金板的发射率；T_bb为黑体的表面温度；T_gb为金板的表面温度；C₁为普朗克第一常数，3.743×10⁸m⁴·W/m²；C₂为普朗克第二常数，1.439×10⁴m·K；λ为红外探测设备的红外辐射波长，单位为m；e为自然常数2.718；π为自然常数3.141；

低空挂飞时所述黑体和金板的入瞳辐射亮度计算公式为：

L_b′_b＝L_bb+ρ_bbL_atm↓+L_atm↑ (3)

L_g′_b＝L_gb+ρ_gbL_atm↓+L_atm↑ (4)

式中，L_b′_b为黑体的入瞳辐射亮度；L_g′_b为金板的入瞳辐射亮度；ρ_bb为黑体的反射率，ρ_bb＝1-ε_bb；ρ_gb为金板的反射率，ρ_gb＝1-ε_gb；L_atm↓为在第一测试高度大气环境下行辐射；L_atm↑为低空挂飞时大气环境上行辐射；

根据公式(3)、(4)得到在低空挂飞时大气环境下行辐射L_atm↓和大气环境上行辐射L_atm↑的计算公式为：

将黑体和金板的本体辐射亮度L_bb和L_gb，以及黑体和金板的入瞳辐射亮度L_b′_b和L_g′_b代入公式(3)和(4)，得到在低空挂飞时大气环境下行辐射L_atm↓和大气环境上行辐射L_atm↑；

四块大面积靶布分别标记为1、2、3、4，本体辐射亮度计算公式为：

式中，L_lbb(i)为第i块靶布的本体辐射亮度；ε_lbb(i)为第i块靶布的发射率；T_lbb(i)为第i块靶布的表面温度，L_bb(T_lbb(i))为T_lbb(i)温度下的黑体辐射亮度；

L′_lbb(i)＝L_lbb(i)+ρ_lbb(i)L_atm↓+L_atm↑＝ε_lbb(i)L_bb(T_lbb(i))+(1-ε_lbb(i))L_atm↓+L_atm↑ (8)

式中，L′_lbb(i)为低空挂飞时第i块靶布的入瞳辐射亮度；ρ_lbb(i)为第i块靶布的反射率；

根据公式(8)得到大面积靶布的发射率计算公式为：

大面积靶布的反射率为：

ρ_lbb(i)＝1-ε_lbb(i) (10)。