[发明专利]基于时间序列的空间目标遥感特性建模方法

权利要求书

1.一种基于时间序列的空间目标遥感特性建模方法，其特征在于，包括：

步骤1：确定目标运动特性模型，得到空间目标与探测系统的相对位置关系；

步骤2：获得大气热辐射模型；

步骤3：获得目标能量谱特性

步骤4：基于目标能量谱特性和大气热辐射模型，结合所述相对位置关系，获取目标的辐射运输方程；

在步骤1中：

空间目标的运动特性以轨迹坐标系来定义；轨迹坐标系的含义为：原点O_M取在目标质心上，O_MX_M轴与目标质心速度矢量重合，O_MY_M轴位于包含速度矢量的铅垂面内，且垂直于O_MX_M轴，向上为正；O_MZ_M轴满足右手螺旋定则；

探测系统在地球惯性系下定义；地球惯性坐标系的含义为：以地心O_I为原点，Z_I轴为地球的自转轴指向北极，X_I轴指向春分点，Y_I轴按照右手螺旋定则确定；

对于轨迹坐标系与地球惯性系之间的转换，引入地面坐标系；地面坐标系定义为：原点O_g选取在目标初始时刻位置点上，O_gX_g轴为轨迹面与水平面交线，指向目标为正，O_gY_g沿垂线向上，O_gZ_g满足右手螺旋定则；

地球惯性系与地面坐标系通过地球的自转角速度确定的旋转矩阵来转换；地面坐标系与轨迹坐标系之间的转换由两次旋转实现，地面坐标系与轨迹坐标系之间的方位由轨迹倾角θ和轨迹偏角ψ_V确定；

则在轨迹坐标系下引入空气作用，包括阻力X，升力Y和侧向力Z，目标质心的运动学方程为：

其中，P为推力，α为攻角，β为侧滑角，γ_V为速度倾斜角；则空间目标与探测系统间的相对位置关系为：

其中P_M为空间目标在轨迹坐标系下的位置，P₀为探测系统在地球惯性系下的位置，Γ为地球惯性系到轨迹坐标系的转换矩阵；m为目标的质量，V为目标的速度，t为时间，g为重力加速度。

2.根据权利要求1所述的基于时间序列的空间目标遥感特性建模方法，其特征在于，在所述步骤2中：

在大气热辐射模型下，光的传输路径通过空间目标与探测系统的相对位置关系来确定，在已知目标与探测系统的相对位置关系的基础上，光在大气传输的距离后，能量与大气透过率τ的关系为：

其中P(λ,L)为距离辐射源|L|处的辐射强度，P(λ,0)为辐射源的辐射强度，γ(λ)为衰减或消光系数；消光系数由吸收和散射构成；λ为光的波长；

其中，大气热辐射模型的输入因素包括光的传输路径、悬浮颗粒的散射，还包括气体分子的吸收或者水蒸气的吸收。

3.根据权利要求1所述的基于时间序列的空间目标遥感特性建模方法，其特征在于，在所述步骤3中：

通过测量干涉图和对干涉图进行傅里叶变化来测定光谱；假定目标输出的光强为I，波数为ν，由干涉引起的光强差为δ，则光谱图B(ν)为：

对于连续光源，干涉图为不同光程差处所有不同波长光强的和。

4.根据权利要求1所述的基于时间序列的空间目标遥感特性建模方法，其特征在于，在所述步骤4中：

其中s为辐射路径，L_λ为光谱辐射亮度，ε_λ为光谱发射系数，α_λ为光谱吸收系数；

探测系统基于遥感成像，目标的中心在像面上的灰度值最亮，形状最大；目标与周边大气作用后，能量渐渐消散，由此成像的灰度值降低，形状变小；基于关于目标几何遥感特性影响因素的分析，目标几何形状的传递函数H近似表示为：

Η＝f(L,τ,B,L_λ)。