粗糙面场景亮温辐射模拟成像方法的研究

摘要

亮温辐射图像的模拟是新型传感器系统研制过程中必不可少的阶段，是无源微波遥感的一个重要研究方向。针对不同探测场景，被探测目标的热辐射特征可以通过亮温辐射模拟图像来进行分析，进而了解辐射现象和认知辐射规律。将模拟图像与实测图像进行对比，判断实测结果的优劣，从而能够快速评估辐射计的工作性能，指导辐射计成像系统的设计与改进，为进一步利用辐射计研究地物信息提供了一种重要手段。 本文主要就以下三个方面对亮温辐射模拟成像方法进行了研究： 1．基于空间剖分亮温追踪法（Space Meshing Brightness Temperature Tracing Method）对光滑面场景进行亮温辐射模拟成像，避免了传统射线追踪法中的线面相交测试，提高了运算效率。将机场跑道的成像结果分别与辐射计实测图像和传统方法的结果进行对比，证明了空间剖分亮温追踪法的正确性和高效性。 2．通过对海面目标以及三维几何体进行光滑面场景的图像模拟，详细分析了亮温射线间隔、极化方式、目标介质特性、观测俯仰角度、天线平滑作用和射线反射次数对模拟图像的影响，充分表明亮温辐射模拟成像工作对辐射计的性能具有评估和指导意义。 3．基于粗糙面场景的亮温追踪和反演模型，分别对机场跑道和三维几何体场景进行图像模拟，可以证明针对粗糙面场景的空间剖分亮温追踪法可以区分不同粗糙程度的目标，亮温辐射图像模拟工作的分辨能力得以提高。此外，本文讨论了相同介质不同粗糙程度时亮温的变化规律以及不同含盐量海水对亮温数值的影响。

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