[发明专利]一种基于无人机的红外波段大气透过率测量方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于无人机的红外波段大气透过率快速测量方法及系统，包括：步骤M1：对比实验室无人机红外辐射强度与外场无人机红外辐射强度，提取出外场大气的大气透过率；步骤M2：根据外场大气的大气透过率得到外场大气的衰减系数；步骤M3：基于外场大气的衰减系数根据贝尔定律得到任意距离下的大气透过率。本发明操作简单、对外场采集系统要求不高并且可实现水面、沼泽等特殊环境的大气透过率快速测量，将测量的不确定度降低到6％左右。

技术领域

本发明涉及大气透过率测量技术领域，具体地，涉及一种基于无人机的红外波段大气透过率快速测量方法及系统。

背景技术

目标红外辐射特性测量、光电制导设备研制、激光测距等涉及到红外辐射在大气中传输时都会考虑大气透过率的影响，大气透过率是考量红外辐射在大气中的衰减性质的重要物理量。在军事领域，红外制导导弹导引头、红外侦察装备等在识别、警戒、搜寻红外目标时都会不可避免地被大气影响，而大气透过率在其中扮演重要角色；在天文领域，涉及到红外观测设备时，也需要考虑大气的影响，大气透过率对目标测量的准确性起到了极其重要的作用；在遥感领域，校正大气影响是非常重要的一环，而常用的描述大气特征物理量还是大气透过率。

当下常用的获取大气透过率的办法有：模拟仿真、软件解算、外场测量。模拟仿真常常采用已有文献中的经验公式进行计算，路远通过实验室内测量的水蒸气与二氧化碳光谱吸收系数结合大气中的含量计算得到大气透过率，韩亮基于实地大气模式借助近地面气温、相对湿度和大气压3个基本参量改进了大气透射率反演方法，这种方法方便快捷，但是其误差略大；现有解算大气透过率的软件非常多，如：LOWTRAN、MODTRAN、FASCODE、CART等，贾光亮通过MODTRAN分析了不同气候条件下各参数对红外大气透过率的影响，这些软件都只能对某些典型地理环境计算其大气透过率，因此使用时存在一定误差。外场测量的方法需要用光电测量设备测量标准光电设备下在外场的辐射特性，台宏达在高精度导轨上设计了多点移动大气透过率测量系统来测量大气透过率，这种方法准确度高，但是需要的大气透过率测量仪器结构复杂，测量步骤繁琐，对仪器系统及操作人员均有较高的操作和技术要求，同时面对水面、沼泽等特殊外场环境时束手无策。

专利文献CN111366254A(申请号：201811602015.X)公开了一种大气透过率检测方法及装置。本发明的方法包括如下步骤：采用模式计算方法对待测目标进行测量，得到所述待测目标对应的模式大气透过率τR’；根据校正系数Cτ得到所述待测目标对应的校正大气透过率τR*＝τR’×Cτ。所述根据校正系数Cτ得到所述待测目标对应的校正大气透过率τR*之前，包括：根据标准面源黑体对应的实测大气透过率τR0和所述标准面源黑体经所述模式计算方法测量的大气透过率τR0’确定所述校正系数Cτ。本发明的装置包括标准面源黑体、红外测量设备、大气辐射传输计算装置。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于无人机的红外波段大气透过率快速测量方法及系统。

根据本发明提供的一种基于无人机的红外波段大气透过率快速测量方法，包括：

步骤M1：对比实验室无人机红外辐射强度与外场无人机红外辐射强度，提取出外场大气的大气透过率；

步骤M2：根据外场大气的大气透过率得到外场大气的衰减系数；

步骤M3：基于外场大气的衰减系数根据贝尔定律得到任意距离下的大气透过率。

优选地，所述步骤M1包括：

步骤M1.1：对无人机与红外热像仪进行时间校准；

步骤M1.2：无人机控制器控制无人机在外场朝着红外热像仪方向直线匀速飞行，同时使用红外热像仪采集无人机的灰度图像；

步骤M1.3：当红外热像仪中看不到无人机时，无人机控制器控制无人机停下，并匀速沿着反方向飞行，直至飞回出发位置；