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海雾条件下的红外探测

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作者:李伟 邵利民 郑崇伟 徐建志 著

出版日期:2021-01-08

ISBN:978-7-5210-0688-9

装帧:平装

页数:118

版次:B1

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内容简介

本书章节紧紧围绕海雾对特定波段红外辐射的衰减展开,内容主要有:1.分析研究了我国近海不同海区的海雾特点,分别对大陆性雾、浓厚型海雾、一般性海雾的雾滴谱进行了研究。2.研究了海雾的消光特性并根据特定波段红外辐射的尺度参数特点优化了米氏散射计算模型,给出了含盐海雾的消光函数及曲线。3.研究论证了海面点状目标与面状目标的红外辐射建模,并对其红外成像条件进行了分析。4.以中尺度数值模拟系统为平台对我国近海的核心参数化方案进行了研究,以实况图和海雾实际观测数据为根据进行了比对优选。5.综合考虑人、机、环境三方要素建立了海雾条件下红外探测的计算模型,以具体设备海雾条件下的观测实验数据验证了模型的有效性。

目录

第1章 绪 论…1
1.1 研究背景…1
1.2 研究意义…2
1.3 国内外研究现状…3
1.3.1 红外辐射的建模仿真 …1.3.2 海雾中的红外辐射 … 5
1.4 相关名词概念…8
1.4.1 海雾条件 … 8
1.4.2 红外传感器 … 9
1.4.3 探测能力 … 10
1.5 本书结构…11
1.6 本章小结…12
第2章 海雾对红外辐射能量衰减的物理基础 … 13
2.1 红外辐射及其衰减原理…13
2.1.1 介质对红外辐射的吸收 … 15
2.1.2 介质对红外辐射的散射 …16
2.1.3 红外辐射在空气介质中的透射 … 17
2.2 海雾结构分析…18
2.2.1 浓厚型海雾 … 20
2.2.2 一般性海雾 … 22
2.3 海雾雾滴谱…25
2.4 海雾观测实验…27
2.4.1 成雾海洋气象条件分析 … 27
2.4.2 本次海雾实验过程及相关措施 …28
2.4.3 海雾实验数据分析… 30
2.5 本章小结…31
第3章 海雾对8~12 μm波段红外辐射的衰减 … 32
3.1 衰减计算的物理模型及其优化…32
3.1.1 米氏散射理论 … 33
3.1.2 米氏计算公式的优化 … 36
3.2 散射衰减的经验模型研究…40
3.2.1 海雾衰减经验模型 …41
3.2.2 海雾衰减经验模型与理论模型的对比分析 … 42
3.3 本章小结…45
第4章 海面常见目标8~12 μm波段
红外辐射及衰减 … 46
4.1 海洋船舶(面状目标)的波段红外辐射及衰减…46
4.1.1 理论分析 … 46
4.1.2 海洋船舶红外辐射的类朗伯源特性研究 … 48
4.1.3 海洋船舶红外辐射算例 … 51
4.1.4 红外成像海上实验 ..53
4.1.5 面状红外辐射源雾中成像实验 … 57
4.1.6 点状红外辐射源的特点 . 61
4.1.7 能量衰减的理论分析 … 62
4.1.8 干洁空气下波段红外辐射接收实验 … 63
4.1.9 数据分析及结论 … 66
4.1.10 点状辐射源在浓厚型海雾中的衰减实验 … 68
4.1.11 点状辐射源在一般性海雾中的衰减实验 … 72
4.2 本章小结…75
第5章 海雾的数值模拟 … 76
5.1 WRF数值模拟系统 … 76
5.1.1 WRF核心方案 … 79
5.1.2 WRF V3.9参数化方案选择 .. 81
5.2 WRF数值模拟个案研究 … 82
5.2.1 2017年4月7日海雾模拟 … 82
5.2.2 2017年5月31日海雾模拟 … 84
5.3 WRF数值模拟敏感性试验 87
5.3.1 核心方案对比 … 89
5.3.2 WRF敏感性试验拓展方案 …95
5.3.3 海雾模拟个例与海上观测 … 100
5.4 本章小结..103
第6章 海雾条件下船用红外热像仪探测能力评估…104
6.1 评估方法与模型..104
6.1.1 总体方案 … 105
6.1.2 红外传感器探测能力指数模型 … 108
6.1.3 探测能力指数的评级 … 112
6.2 探测能力指数的生成…113
6.3 船用红外热像仪有效探测距离的计算…119
6.4 船用红外探测系统的探测能力…121
6.5 本章小结…122
第7章 总结与展望 … 124
7.1 本书主要内容…124
7.2 需要进一步研究的问题…125
7.3 结束语…126
参考文献 … 127

精彩书摘

在众多的观察监控设备中,红外热像仪以隐蔽性好、设备轻便灵 活、目标虚警率低等突出优点越来越受到人们的重视。从发展趋势看, 越来越多的用户喜欢使用红外设备进行观察监视,因为它不仅可以昼夜 工作,还具有较强的隐蔽性,可实现多方位、全时域的探测跟踪。所 以,研究红外设备的性能及使用特点,尤其在复杂气象条件下的性能特 点是一项较有现实意义的研究课题。

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