[发明专利]利用高光谱技术探测海空环境空中动目标的分析方法

说明书

本发明提供了一种利用高光谱技术探测海空环境空中动目标的分析方法，本发明通过步骤C中目标尺寸与相机空间分辨率的关系，将目标和背景线性混合后进行分析，步骤D中将空中动目标检测概率和光谱提取精度作为可探性的评价指标，步骤E中以相机空间分辨率和信噪比为可变参量，分析不同参量情况的空中动目标检测概率和光谱提取精度，循环迭代，直至满足卫星的任务要求，能够分析采用高光谱技术探测空中动目标可行，并确定核心探测指标。

技术领域

本发明涉及一种利用高光谱技术探测海空环境空中动目标的分析方法。

背景技术

空中目标具有时敏性高、机动性强、轨迹难预测、便于突防等特点，需高轨卫星才能具备对空中目标的大范围、高频次、持续不间断监视的能力，常规光学手段是以空中目标几何形状作为识别依据，要求超大的光学口径，极大的限制了卫星研制和连续探测能力的形成。

高光谱探测技术是采用精细连续光谱通过目标光谱特征的差异对目标进行发现和识别，具有揭露伪装和探测隐身的能力。探测海空背景空中动目标时，利用海空背景均匀、单一的特性，可高精度获取目标连续精细光谱，利用目标光谱的″指纹特性″，实现对空中动目标的探测、识别。

空中动目标可探性是涉及星地多个系统的综合问题，如何说明采用高光谱技术探测空中动目标可行，如何确定核心探测指标，都需要在可行性论证方面开展分析方法研究。

发明内容

本发明的目的在于提供一种利用高光谱技术探测海空环境空中动目标的分析方法。

为解决上述问题，本发明提供一种利用高光谱技术探测海空环境空中动目标的分析方法，包括：

步骤A：根据调研和实测的目标和背景的特性信息，设计探测空中动目标时的包括观测角度、太阳光照、飞行高度的参数，进行目标和背景的光谱特性仿真；

步骤B：根据卫星轨道高度，初始化相机空间分辨率和相机信噪比，完成高光谱相机设计；

步骤C：根据相机空间分辨率和目标尺寸的关系，将目标和背景混合，并叠加噪声，仿真相机对空中动目标成像时输出的高光谱数据，以仿真得到高光谱图像；

步骤D：采用异常检测方法和混合像元光谱解混方法，利用高光谱仿真图像分析空中动目标的检测效果和光谱提取精度；

步骤E：修改相机空间分辨率和相机信噪比指标，重复所述步骤B至步骤D，直至检测效果和光谱提取精度满足卫星任务要求。

进一步的，在上述方法中，步骤A中的进行目标和背景的光谱特性仿真时，考虑包括观测角度、太阳光照、飞行高度对目标光谱特性的影响。

进一步的，在上述方法中，将空间分辨率和相机信噪比作为主变量，再完成高光谱相机设计。

进一步的，在上述方法中，所述高光谱相机采用机械分光体制，所述机械分光体制包括光栅分光。

进一步的，在上述方法中，步骤C中将目标和背景混合时，考虑目标在相机视场中的位置和多个像元的可视情况，分析对应面积比，进行目标和背景的线性混合。

进一步的，在上述方法中，步骤C中的所述叠加噪声包括：背景起伏噪声、相机噪声和定标残余噪声的叠加。

进一步的，在上述方法中，所述相机空间分辨率和目标尺寸的关系中，目标尺寸小于相机空间分辨率或目标尺寸与相机空间分辨率相当。

与现有技术相比，本发明通过步骤C中目标尺寸与相机空间分辨率的关系，将目标和背景线性混合后进行分析，步骤D中将空中动目标检测概率和光谱提取精度作为可探性的评价指标，步骤E中以相机空间分辨率和信噪比为可变参量，分析不同参量情况的空中动目标检测概率和光谱提取精度，循环迭代，直至满足卫星的任务要求，能够分析采用高光谱技术探测空中动目标可行性，并确定核心探测指标。

附图说明