LOWTRAN 大气层外无翼飞行器红外辐射建模分析(2)
4.2.2部分重要代码 29
4.3系统截图 39
结 论 41
致 谢 42
参 考 文 献 43
1 绪论
1.1课题研究背景及意义
如今航空航天领域的研究是我国比较热门的研究学科，关于无翼飞行器在大气中的定位方法以及温度、辐射模型建立也一直在不断更新，本文即总结前人的诸多理论，通过大气辐射传输软件来对无翼飞行器的温度模型以及红外辐射模型分别进行仿真，并综合考虑大气吸收、散射及气象条件等各种因素，分析了大气衰减对红外辐射的影响建立了大气透过率的计算模型，得到了气衰减作用下的目标辐射模型，计算两种波段下目标红外辐射强度、大气光谱透过率以及经过大气衰减后的红外辐射强度，对夜间和午间条件下无翼飞行器的红外辐射频谱分布和空间分布分别进行数值计算，并对计算结果进行了分析。
无翼飞行器在飞行过程中的辐射特性是追踪其方位非常重要的物理特性，对于飞行器的监控系统的目标检测、跟踪和识别都具有重要的意义。
无翼飞行器在飞行过程中分为助推段、终段航行、末段飞行，它在中段飞行飞行的时间时间最长，飞行轨迹相对固定，便于进行定位与捕抓，因此中断定位是飞行器在定位过程中最重要的一环。但是，无翼飞行器在飞行中段往往存在较多的假目标与诱饵[6]，使得无翼飞行器的定位容易出现误差，而利用光学技术对中段飞行的无翼飞行器进行目标识别是一种重要的识别途径。红外辐射特性是光学测量与识别的关键与前提，目标的温度和辐射强度是识别判断的关键性参数，他们集中反映了无翼飞行器的物理特征，因此研究无翼飞行器在飞行中段的红外辐射特性，可谓光学预警识别信息处理技术和地基预警以及天基预警等系统的开发奠定一定的基础。
此外，无翼飞行器的飞行环境分为三个飞行阶段。
推进段是从无翼飞行器发射开始一直持续到火箭发动机开始熄火并将无翼飞行器推出地球。中途段开始于推进系统完成熄火并处于飞向目标的轨迹之后。该段是无翼飞行器飞行时间最长的阶段。在中途段早期，飞行器仍然向着远地点上升。而在中途端的末期，飞行器开始向地球下降，就在这个阶段，飞行器的顶端以及任何形式的“诱饵”开始从运载工具上分离出来。 再入段开始于飞行器重新进入地球大气层之时。所以研究的中心属于大气层外即空气比较稀薄的大气环境进行目标的定位与研究，我们通过建立无翼飞行器巡航中的温度计算模型来获取红外辐射频谱和空间分布并分别进行数值计算，同时要对于外界天气条件进行考虑，使结果符合要求。
1.2 研究历史
从大气科学研究的初始阶段起，大气辐射学就受到人们的重视， 大气辐射学是气候和大气环流研究的基础。20世纪20年代，有人根据很简单的假定，计算了地-气系统的辐射收支;30年代提出了辐射传输的基本原理;1950年，美籍巴基斯坦学者S.昌德拉塞卡写了《辐射传输》一书，总结了他在恒星和行星大气辐射传输理论方面的主要工作，对辐射传输的理论和研究方法作出了重要贡献。60年代，英国R•谷迪和苏联К•я•孔德拉季耶夫等人在行星大气中的辐射传输方面，也作了许多工作，对大气辐射学的研究，起了一定的促进作用。电子计算机和红外分光技术的发展，使大气透过率（见大气消光）的计算更加精确，气象卫星及其他探测手段的迅速发展和广泛应用，又获得了大量的全球范围的大气辐射资料，这些都更加促进了大气辐射学的发展。
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