[发明专利]一种基于离散化处理的行星红外辐射仿真方法

摘要

本发明提供了一种基于离散化处理的行星红外辐射仿真方法，包含以下步骤：(1)以行星球心为原点建立平行于地心直角坐标系的行星直角坐标系；(2)将行星表面离散化，并对行星表面的离散面元遍历，判断其是否处于视场范围内；(3)判断各离散面元是否处于日照区域，根据其法线方向和太阳直射方向的夹角，以及行星表面太阳直射点温度和阴影温度，计算该面元温度；(4)根据黑体辐射和小面源辐射模型，计算行星红外辐射量。本发明在已知行星位置信息的前提下，实现了行星表面温度从太阳直射点到阴影区域的过渡，进而通过黑体辐射模型，计算行星的红外辐射。仿真表明，本发明能够有效的完成传感器视场内行星红外辐射的仿真。

主权项

1.一种基于离散化处理的行星红外辐射仿真方法，其特征在于：该方法的实现步骤如下：步骤(1)、建立以行星球心为原点的平行于地心直角坐标系的行星直角坐标系在已知太阳系各行星在地心直角坐标系、日心直角坐标系下的位置信息前提下，为了计算和表示方便，建立了平行于地心直角坐标系，以行星球心为原点的行星直角坐标系，首先根据传感器视轴指向将地平坐标系转换到沿视线方向坐标系下，得到视线方向坐标系下的行星位置信息，判断该行星是否可以被探测到，若该行星位于视场范围内，则进行步骤(2)，否则，改变视轴指向继续遍历；步骤(2)、将行星表面离散化，并对离散面元遍历，判断其是否处于视场观测范围内由于行星直角坐标系，地心直角坐标系，太阳直角坐标系是两两平行的，因此行星坐标系下的地球和太阳位置信息就可以通过简单的坐标转换得到，对行星表面进行离散化处理，依次遍历各离散面元，求得各离散面元到地球的距离，以及和地球的连线与视轴方向的夹角，根据传感器视场大小以及地球视线和行星相切点到地球的距离，来判断各离散面元是否处于视场内，若处于视场内，则进行步骤(3)，否则，继续遍历各离散面元；步骤(3)、判断视场内离散面元是否位于日照区域，并进行面元温度计算在对行星上的离散面元位置判断完成后，需要继续判断各离散面元是否位于日照区域，同样地，计算各离散面元和太阳之间的距离，根据太阳光线和行星相切点到太阳的距离，判断各离散面元是否处于日照区域，通过判断面元法线方向与太阳直射方向的夹角可以估计面元的温度；步骤(4)、计算行星红外辐射求出行星某个离散小面元温度之后，由于面元面积较小，看作温度均匀的辐射源，通过对全部面元的辐射求和可以计算行星的红外辐射，可以根据普朗克函数求解给定波长下行星的光谱辐射出射度，然后求出辐射亮度，根据小面源辐射照度模型，求得视场内的行星面元辐射照度，将各离散面元的辐射求和即可得到给定波长下行星的红外辐射量；最后，若给定传感器的起止波长值，可通过对整个波段上积分求和得到该波段内行星的红外辐射量。