[发明专利]海雾条件下船载红外探测系统有效作用距离的两步计算法

摘要

本发明属于红外系统在复杂海洋环境下的作战使用研究领域，涉及一种海雾条件下新型船载红外探测系统有效作用距离的两步计算法。海雾条件下新型船载红外探测系统有效作用距离的两步计算法，包括以下步骤：第一步，首先根据海雾浓度数据进行第一步计算，得到理论探测距离；第二步，建立评估模型，求取探测能力指数；第三步，根据探测能力指数进行第二步计算。本发明从实地调查研究的实际出发，提出了以两步计算法来求取红外系统在海雾中的有效探测距离，计算模型综合考虑了人、海洋环境和设备三方交互影响的因素，有效解决了单纯依靠海雾信息而出现的“计算失灵”问题。

主权项

1.一种海雾条件下船载红外探测系统有效作用距离的两步计算法，其特征在于，步骤如下：第一步：首先根据海雾浓度数据进行第一步计算，得到理论最大探测距离；根据米氏散射的光学公式，海雾的含水量为W，单位为g/m³，在正常情况下红外系统的正常探测距离为d，km，在浓海雾条件下理论最大探测距离为d_x，km，则根据米氏散射公式各参数之间具有如下关系：d_x即为第一步计算的结果；第二步：建立评估模型，求取探测能力指数；(1)权重要素的求取在权重要素求解的过程中，使用设备固有信息或者采用人工干预；(2)四类影响指数是指能够相对独立地影响设备最终使用效果的计算参量；①海雾强度指数由于海面悬浮的海雾雾滴是造成红外能量散射衰减的主要影响介质，所以海雾的强度指数主要由海雾的液态水含量确定；海雾雾滴越多，含水量越大，对红外辐射能量的散射就越大；根据米氏散射理论，红外辐射在海雾中的透射率与距离具有复杂的指数函数对应关系；在浓海雾中，以红外辐射透射率表征的海雾强度指数为：其中，d为正常探测距离，单位为km，A为海雾衰减强度，单位为dB/km；②距离指数目标距离越近，成像越容易观察，距离指数用分段函数表式为：③温度指数随着船只活动范围的不断扩大，极区执行各类任务的机会越来越多，在高纬度地区，海雾形成以后会被迅速冻结而成为各种形状的微小晶体；浮动冰晶的存在会显著增大衰减轻度，纬度指数表示为：④系统稳定性指数系统稳定性指数表征的是影响海雾生消的宏观气象系统稳定性与可预报性水平；气象预报的准确性是近似正确的，其正确性在距离指数中已进行体现，但是，在冷暖气团交替频繁迅速或者在特殊的海洋地理环境下，海雾预报分析将更加困难，其正确性也必然更加降低；通过增加时空指数更加真实可靠地反映海雾实际情况，提高评估的可信度；时空指数分为三个等级：以上四个方面的指数已经构建完毕，得到特定距离上的客观气象指数向量为：z＝(z₁,z₂,z₃,z₄)^T  (6)(6)式中，T为向量或矩阵的转秩；则船载红外系统的探测能力指数为：t＝w^Tz  (7)w为四类影响指数的权重；第三步：根据探测能力指数进行“第二步计算”；在海雾强度小的情况下，即有效探测距离大于D km，直接由海雾含水量求得有效探测距离；但在海雾强度大的情况下，即有效探测距离不大于D km时，须用探测能力指数进行修正才能得到客观的探测能力，克服“计算失灵”现象；根据探测能力指数的定义，经修正后的有效探测距离d_xz与正常条件下的探测距离d之间的关系变为(8)式中，d_xz即为经过两步计算法后获得的船载红外系统有效作用距离。