[发明专利]一种基于光子探测的激光引信回波仿真方法

摘要

本发明公开了一种基于光子探测的激光引信回波仿真方法，首先建立激光引信坐标和目标模型，其次初始化发射激光并确定光子发射时的位置和方向，依次发射光子；然后判断光子能否照射到目标，计算被目标反射后的光子移动方向，再判断被目标反射后的光子能否被激光引信接收，记录光子被接收的时刻和能量；最后判断全部光子仿真是否结束，如果是统计每个时刻回波光子的总能量，就得到了激光引信的目标回波。本发明的仿真方法能够解决激光引信回波仿真精度低的问题。

主权项

1.一种基于光子探测的激光引信回波仿真方法，其特征在于，该方法的实现步骤如下：步骤一、建立激光引信坐标系：以激光引信发射窗口为坐标原点，发射激光轴向为z轴，接收窗口相对发射窗口所在方向为x轴，按左手法则建立坐标系；步骤二、建立目标模型：采用三角形网格将目标表面划分为多个面元，提取每个三角形面元的顶点位置、法线向量、反射率和双向反射分布函数；步骤三、初始化发射激光：将激光引信发射的激光信号离散化，并将发射激光功率转换为发射的光子数量，得到光子的初始能量；步骤四：确定光子发射时的位置和方向，依次发射光子；步骤五、判断光子能否照射到目标：依次判断光子移动轨迹所在直线与目标每个面元是否有交点；若与所有面元均没有交点，则光子照射不到目标；若只与一个面元有交点，则光子照射到目标，且唯一的交点即为光子在目标上的照射位置；若与多个面元有交点，则光子照射到目标，距离光子发射位置最近的交点为光子在目标上的照射位置；如果照射到目标进入下一步，如果未照射到目标则进入步骤九；步骤六、计算被目标反射后的光子移动方向：根据目标双向反射分布函数计算得到目标散射方向概率分布，利用散射方向概率分布抽样确定反射后的光子移动方向；步骤七、判断被目标反射后的光子能否被激光引信接收：若被目标反射后光子移动方向朝向激光引信一侧，计算光子到达激光引信接收窗口平面的位置，若光子到达位置在接收窗口内(x₃‑dtr)²+y₃²≤R_r²，且入射角度符合接收视场角则光子被激光引信接收，成为回波光子，其中dtr为激光引信收发间距，R_r为接收窗口半径，θ_view为接收视场角，x₃,y₃为光子到达激光引信接收窗口平面的位置坐标；如果是则进入下一步，如果否则进入步骤九；步骤八：记录光子被接收的时刻和能量；步骤九：判断全部光子仿真是否结束，如果是统计每个时刻回波光子的总能量，就得到了激光引信的目标回波；如果否则返回步骤四。