1国外研究现状

国外的红外辐射研究开始的比较早，早在五六十年代美国就开始对这个领域的一些研究。关于背景的红外辐射特性研究涉及到的方面比较广泛，其中主要包括海面、天空、太阳、地表等的辐射包括反射辐射或散射辐射在内。上世纪八十年代苏美军备竞赛期间，美国投入大量资金对物体温度场和目标的红外特性进行研究，并建立了目标和环境光学的理论模型，提供了一系列武器装备和自然环境下的红外理论模型[10]。1987年Gerhart等提出了TTIM，通过逐个像素单元去映射目标背景场景的辐射量，来模拟生成以往只能通过热成像探测器所探测到的景象。Jean-PierreGambotto[11]使用了一种模拟室外红外图像场景的分析合成方法。首先他将图像分割成均匀区域，然后，由每个表面区域的材料属性及其对应的位置进行计算。美国研究出了SIPS模型，这些系统将目标分成大量微小单元，并考虑各种环境因素的影响，然后根据基本的传热学方程式[12]即传导、对流和辐射等来计算以求出目标的温度场分布。有关温度场的计算，有两种计算形式：一种为稳定状态，即加给目标的外界环境不随时间改变。另一种为瞬态，即目标的外界环境是随时间变化的，这部分计算，在数学上可能更加复杂一些。荷兰的TNOPhysicsandElectronicsLaboratory长期从事地面目标的背景红外辐射特性的研究工作，他们已经测试了多种目标与背景的红外辐射特性的数据，其研究成果为武器装备的设计和仿真以及全球温度监测等都提供了重要的根据。84679

2国内研究现状

李兴荣、李永倩[13]关于海面深度与温度的关系采用了光栅传感来测量温度与深度的关系，用了一个光栅的温度链可以直接得到海水200m深的垂直剖面温度，并得出FBG传感器的中心波长会随着温度的改变而变化的结论。李兴荣对测得的波长取平均值，求出每个时刻温度下的中心波长数值，然后利用二次曲线进行拟合，得到温度和波长的关系曲线。

杨宝成和沈国土得到目标的红外图像[14]采用的办法是将海天背景和舰船目标单独成像，然后进行图像的合成。以海面的物理特征为根据，在建模中可以采用以下2个步骤：（1）先根据当地的气象参数计算出大气辐射场和海面辐射场，另外计算出大气的传输参数和影响舰船目标温度场及红外辐射场的其它有用的数据；（2）把（1）中的计算结果作为外部环境条件，计算海面目标舰船的温度场的分布。长期以来，海面发射率的研究模型相对来说比较少[15]，邢强等人计算了海面的发射率［16］，并分别分析了海面三种发射率辐射模型在不同情境下的应用。毛宏霞等研究计算了海面的反射率与风速之间的关系［17］，发现风速和入射角是影响海面反射率的主要因素。

赵宁和韩震[18]等则根据西北太平洋历史海水温度的数据，对计算区域内的海水的垂直温度结构进行了分析，并引入相对梯度法对海水温度进行分层。在分层模型的研究过程中，利用Argo气候态数据集，根据相对梯度法的计算方法，对研究计算区域的海水垂向分层结构进行了对比分析。然后利用温度分层的结果，建立起海水温度的参数表，主要获取的参数包括混合层深度、混合层梯度、温跃层上界深度、温跃层下界深度、深层大洋起始深度以及各方程的拟合系数等。李刘苗[19]从海面功率谱模型入手，采用了国际标准谱模型JONSWAP模型生成了不同海况下的海面网格，考虑了海面对天空和太阳的红外辐射散射，再计入大气的辐射和透过率，最后得到海面在3~5μm和8~12μm下的红外辐射图像。发现太阳辐射对3~5μm波段的影响大于8~12μm。