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基于长波红外的高空飞机蒙皮辐射测量方法研究

马骏 温茂星 周峰

马骏, 温茂星, 周峰. 基于长波红外的高空飞机蒙皮辐射测量方法研究[J]. 红外技术, 2021, 43(3): 284-291.
引用本文: 马骏, 温茂星, 周峰. 基于长波红外的高空飞机蒙皮辐射测量方法研究[J]. 红外技术, 2021, 43(3): 284-291.
MA Jun, WEN Maoxing, ZHOU Feng. Skin Radiation Measurement Method of High Altitude Aircraft Based on Long Wave Infrared Light[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2021, 43(3): 284-291.
Citation: MA Jun, WEN Maoxing, ZHOU Feng. Skin Radiation Measurement Method of High Altitude Aircraft Based on Long Wave Infrared Light[J]. INFRARED TECHNOLOGY, 2021, 43(3): 284-291.

基于长波红外的高空飞机蒙皮辐射测量方法研究

基金项目: 

高分专项民用航空项目 30H33D01900613/15

详细信息
    作者简介:

    马骏(1989-),男,硕士研究生,主要从事光电信息获取技术方面的研究。E-mail:majunball@163.com

  • 中图分类号: TP722.5

Skin Radiation Measurement Method of High Altitude Aircraft Based on Long Wave Infrared Light

  • 摘要: 本文提出一种对飞行中的飞机蒙皮进行辐射测量和温度反演的方法。首先建立蒙皮辐射模型、大气传输模型和绝对辐射校正模型,然后推导出温度反演的公式,使用逐次逼近法计算蒙皮温度。在理论分析的基础上,使用8~12 μm的宽波段长波红外相机进行试验验证和温度反演,对反演温度的不确定度计算并进行修约,得到5 km飞行高度的民航飞机蒙皮温度的修约结果为268 K,修约不确定度为4 K,修约相对不确定度为1.49%。论文研究工作对获取飞机目标红外辐射特性有重要参考价值。
  • 图  1  蒙皮辐射传输过程示意图

    Figure  1.  Schematic diagram of skin radiation transmission process

    图  2  逐次逼近法流程

    Figure  2.  Flow chart of the successive approximation

    图  3  不同精度下的大气透过率折线图

    Figure  3.  Polygonal chart of atmospheric transmittance with different accuracy

    图  4  DN值与黑体辐亮度对应关系

    Figure  4.  Corresponding relation between DN values and blackbody radiance

    图  5  民航飞机红外图像

    Figure  5.  Infrared image of a civil aviation aircraft

    表  1  分段大气透过率

    Table  1.   Atmospheric transmittance of different waveband

    Waveband number (i) Starting wavelength (λa) Termination wavelength (λb) Atmospheric transmittance (τ)
    1 ${\lambda _{{a_1}}}$ ${\lambda _{{b_1}}}$ τ1
    2 ${\lambda _{{a_2}}}$ ${\lambda _{{b_2}}}$ τ2
    I-1 ${\lambda _{{a_{I - 1}}}}$ ${\lambda _{{b_{I - 1}}}}$ τI-1
    I ${\lambda _{{a_I}}}$ ${\lambda _{{b_I}}}$ τI
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    表  2  8~12 μm平均精度50 nm的大气透过率

    Table  2.   Atmospheric transmittance with average accuracy of 50 nm in 8-12 μm

    Waveband number (i) Starting wavelength (λa) Termination wavelength (λb) Atmospheric transmittance (τ)
    1 8.01282 8.04505 0.2667
    2 8.04505 8.07754 0.1837
    79 11.8624 11.93317 0.9392
    80 11.93317 12.00480 0.8473
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2020-03-14
  • 修回日期:  2020-06-05
  • 刊出日期:  2021-04-02

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