烟幕对微光夜视器材影响的研究

论文摘要

现代战场上,大量装备的各类观瞄器材中使用最普遍的是微光夜视仪。与红外热成像相比,微光夜视技术比较成熟,微光夜视仪比较便宜,因而仍是各国军队普遍重视和应用的夜视手段。目前的微光夜视系统靠夜天光照射景物,以被动的方式工作,自身的隐蔽性好。但是受自然照度和大气透明度影响大,可以通过施放烟幕使景物之间的反差小,图像平淡而且层次不够分明,特别是在浓云和阴天情况下,景物的照度和对比度下降而影响观察效果。为了取得好的观察效果,各国研制了激光助视/微光夜视系统,它既保留了原有微光成像系统的优点,又可以利用激光助视,以弥补景物照度和对比度的不足,将微光成像系统的探测阈值延伸到10-3lx以下,并可在不同的恶劣天气条件下观察,改变了目前大多数微光夜视系统的固有缺陷。而烟幕作为一种广谱衰减电磁波传输的介质,基本上能够无选择的干扰可见光和近红外,对激光的衰减效果最好。本文对微光夜视仪的使用进行了探讨,分析了微光夜视仪视距探测技术,对微光夜仪成像原理进行介绍。在微光夜视仪的实际应用中也是很有意义的。研究了烟幕干扰设备对微光夜视仪干扰效果的评估方法,提出了相应的干扰效果评估准则。烟幕对微光夜视仪干扰效果的定性评估可以按照干扰对目标识别的影响程度划分为3个等级,定量评估可以采用实施干扰前后图像之间的相关函数作为评估指标,按照相关函数值的大小将干扰效果划分为3个等级。本文各章内容如下:第一章回顾总结了微光夜视技术的发展历史和应用前景,简述了国内外微光夜视系统及其视距评估技术的研究现状和发展趋势,阐述了本文的研究背景和意义、主要工作。第二章系统分析了夜天空辐射特性、激光辐射在大气中的衰减特性、常见景物在激光助视下的反射辐射光谱分布特性,并分析了典型光电阴极对景物反射辐射的光谱匹配系数。第三章讨论了烟幕干扰的基本原理,包括烟幕粒子的基本特性和烟幕消光理论。第四章介绍了目标探测与识别。第五章研究了烟幕实际干扰效果试验方法。第六章研究了烟幕干扰效果评估方法。第七章本文结论。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 微光夜视系统的发展和研究现状
• 1.2.2 烟幕干扰的发展和研究现状
• 1.3 本课题的研究内容
• 2 夜天光谱分布与光电阴极光谱响应匹配技术
• 2.1 夜天辐射光谱分布
• 2.1.1 夜天辐射
• 2.2 景物反射辐射光谱分布
• 2.2.1 景物反射辐射光谱分布
• 2.2.2 激光在大气中的衰减
• 3 烟幕干扰的基本原理
• 3.1 烟幕粒子的基本特性
• 3.1.1 烟幕的概念和类别
• 3.1.2 烟幕粒子的形状
• 3.1.3 烟幕粒子的特征尺寸
• 3.1.4 烟幕粒子尺寸分布函数的数学表达式
• 3.1.5 烟幕的动力学特性
• 3.2 烟幕消光理论
• 3.2.1 烟幕消光的"朗伯一比尔"定律
• 3.2.2 消光系数的物理意义及理论计算
• 3.2.3 烟幕干扰原理
• 3.2.4 烟幕对可见光及近红外的衰减规律
• 3.2.5 赤磷烟剂的特性
• 4 目标探测与识别
• 4.1 目标探测与识别的基本术语和成像链
• 4.1.1、目标探测、识别和确认
• 4.1.2 目标和背景
• 4.2 一维探测与二维辨别
• 4.2.1、Johnson判则
• 4.2.2 目标传递概率函数
• 5 烟幕实际干扰效果试验方法设计
• 5.1 仪器、设备和试验装置
• 5.1.1 风速仪
• 5.1.2 微照度计
• 5.1.3 标准分辨力靶
• 5.1.4 取光装置
• 5.1.5 F6积分球:由积分球和直流稳压稳流电源组成。
• 5.1.6 F132微光电视系统
• 5.2 室内试验方法
• 5.2.1 数据处理
• 5.3 外场试验方法
• 5.3.1 自然条件与仪器
• 5.3.2 试验场地布置
• 5.3.3 试验实施
• 5.3.4 试验结果
• 5.3.5 试验结果评定
• 5.3.5 外场试验结论
• 6 烟幕干扰效果评估方法
• 6.1 干扰效果及其评估准则
• 6.2 烟幕对光电成像系统干扰效果的评估准则
• 7 结论
• 致谢
• 参考文献