一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法

摘要

本公开是关于一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法。包括：建立非合作光电成像系统的系统模型，该系统模型至少包括成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸；根据成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸计算激光干扰前像元数量；计算激光干扰影响系数；根据激光干扰前像元数量和激光干扰影响系数，计算激光干扰后像元数量；根据激光干扰前像元数量和激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对激光干扰效果进行仿真评估。本方法能够获取非合作光电成像系统的探测目标在激光干扰前后的像元变化量，并以该像元变化量进行激光干扰效果仿真评估，从而增加了仿真评估结果的准确性。

说明书

技术领域

本公开涉及光电成像技术领域，尤其涉及一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法。

背景技术

光电成像系统的主要任务是完成对目标的探测，其探测能力可以依据约翰逊准则来确定。所谓约翰逊准则，即约翰逊通过实验将目标的探测问题与等效条纹探测联系起来，从而可以在不考虑本质和图像缺陷的情况下，利用目标等效条纹的分辨力来确定光电成像系统对目标的探测能力。

随着激光干扰技术的不断发展和广泛应用，对于光电成像系统激光干扰效果的仿真评估方法也日益增多。目前针对光电成像系统激光干扰效果的仿真评估方法中，大多数都集中于能够获取激光干扰图像的合作光电成像系统，这是利用激光干扰图像的光斑特性和图像特征来进行干扰效果的仿真评估。但是，这种仿真评估方法无法获取激光干扰图像的非合作光电成像系统。因此，有必要提出一种方案改善上述相关技术方案中存在的一个或者多个问题。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开实施例的第一方面提供一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法，包括以下步骤：

建立非合作光电成像系统的系统模型，所述系统模型至少包括成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸；

根据所述成像分辨率、所述探测目标的距离和所述探测目标的尺寸计算激光干扰前像元数量；

计算激光干扰影响系数；

根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰影响系数，计算激光干扰后像元数量；

根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对所述激光干扰效果进行仿真评估。

本公开的一示例性实施例中，所述根据所述成像分辨率、所述探测目标的距离和所述探测目标的尺寸计算激光干扰前像元数量的步骤中，

所述激光干扰前像元数量的计算公式包括：

其中，S表示激光干扰前像元数量；G表示非合作光电成像系统的成像分辨率；R表示探测目标的距离；C表示探测目标的尺寸；*表示乘积。

本公开的一示例性实施例中，所述计算激光干扰影响系数的步骤中，

所述激光干扰影响系数的计算公式包括：

其中，K表示激光干扰影响系数；W表示激光干扰的靶功率密度；T表示非合作光电系统的激光干扰功率密度阈值；W≤T。

本公开的一示例性实施例中，所述计算激光干扰影响系数的步骤中，

所述激光干扰的靶功率密度的计算公式包括：

其中，W表示激光干扰的靶功率密度；P表示激光的输出功率；D表示激光的出光口径；L表示激光到探测目标的距离；β表示激光的光束质量；λ表示激光的工作波长。

本公开的一示例性实施例中，所述根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰影响系数，计算激光干扰后像元数量的步骤中，

所述激光干扰后像元数量的计算公式包括：

S′＝S*K  (4)

其中，S′表示激光干扰后像元数量；S表示激光干扰前像元数量；*表示乘积；K表示激光干扰影响系数。

本公开的一示例性实施例中，所述根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对所述激光干扰效果进行仿真评估的步骤中，

所述激光干扰效果的计算公式包括：

ΔS＝S-S′  (5)

其中，ΔS表示激光干扰效果；S′表示激光干扰后像元数量；S表示激光干扰前像元数量，且S′小于S。

本公开的一示例性实施例中，所述根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对所述激光干扰效果进行仿真评估的步骤中，

所述约翰逊准则包括发现级别、识别级别和确认级别，其中，

所述发现级别为所述探测目标的成像在临界尺寸方向上占据1.5个及以上像元；

所述识别级别为所述探测目标的成像在临界尺寸方向上占据6个及以上像元；

所述确认级别为所述探测目标的成像在临界尺寸方向上占据12个及以上像元。

本公开的一示例性实施例中，所述根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰后像元数量，所述根据所述激光干扰前像元数量和所述激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对所述激光干扰效果进行仿真评估的步骤中，

利用所述约翰逊准则对所述激光干扰效果ΔS进行如下仿真评估：

当ΔS＜1.5时，表示所述激光干扰效果ΔS未达到所述发现级别；

当1.5≤ΔS＜6时，表示所述激光干扰效果ΔS达到了所述发现级别，并介于所述发现级别和所述识别级别之间；

当6≤ΔS＜12时，表示所述激光干扰效果ΔS达到了所述识别级别，并介于所述识别级别和所述确认级别之间；

当ΔS≥12时，表示所述激光干扰效果ΔS达到了所述确认级别。

本公开实施例的第二方面提供一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估系统，所述激光干扰效果仿真评估系统包括：激光干扰模块、像元模块和仿真评估模块，其中，所述像元模块分别与所述激光干扰模块和所述仿真评估模块连接；

所述激光干扰模块用于向所述像元模块输出激光干扰；

所述仿真评估模块用于计算所述像元模块受到所述激光干扰模块干扰前后的激光干扰效果，并对所述激光干扰效果进行仿真评估。

本公开的一示例性实施例中，所述像元模块包括激光干扰前像元子模块和激光干扰后像元子模块。

本公开提供的技术方案可以包括以下有益效果：本公开提出的一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法，该方法通过将光电成像系统的约翰逊准则与激光干扰影响系数相结合，在此基础上计算得出非合作光电成像系统对其探测目标的成像的像元数量，从而根据探测目标的成像的像元数量在激光干扰前后的变化量，实现对激光干扰非合作光电成像系统的激光干扰效果的仿真评估。本公开所提方法能够获取非合作光电成像系统的探测目标在激光干扰前后的像元变化量，并以该像元变化量进行激光干扰效果仿真评估，从而增加了仿真评估结果的准确性。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见的，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开示例性实施例中基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法的步骤示意图；

图2示出本公开示例性实施例中基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法的流程示意图；

图3示出本公开示例性实施例中基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估系统的框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

本示例实施方式第一方面提供了一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法，如图1所示，可以包括以下步骤：

步骤S101：建立非合作光电成像系统的系统模型，所述系统模型至少包括成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸。

步骤S102：根据成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸计算激光干扰前像元数量。

步骤S103：计算激光干扰影响系数。

步骤S104：根据激光干扰前像元数量和激光干扰影响系数，计算激光干扰后像元数量。

步骤S105：根据激光干扰前像元数量和激光干扰后像元数量，计算激光干扰效果，并利用约翰逊准则对该激光干扰效果进行仿真评估。

本公开实施例方式中提出了一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估方法，该方法通过将光电成像系统的约翰逊准则与激光干扰影响系数相结合，在此基础上计算得出非合作光电成像系统对其探测目标的成像的像元数量，从而根据探测目标的成像的像元数量在激光干扰前后的变化量，实现对激光干扰非合作光电成像系统的激光干扰效果的仿真评估。本公开所提方法能够获取非合作光电成像系统的探测目标在激光干扰前后的像元变化量，并以该像元变化量进行激光干扰效果仿真评估，从而增加了仿真评估结果的准确性。

下面，将对本示例实施例中的上述方法的各个步骤进行更详细的说明。如图2所示，

在步骤S101中，非合作光电成像系统是指通过正常合作途径和手段，无法获取如光斑特性和图像特征等有效信息的光电成像系统。本公开为了实现所提方法的可行性，在本实施例中，首先建立了一个非合作光电成像系统的系统模型，该系统模型包括了成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸。建立该系统模型的目的是将非合作光电成像系统的激光干扰影响系数与该系统受到激光干扰前后的像元数量的变化量建立联系，并利用约翰逊准则来对激光干扰非合作光电成像系统的激光干扰效果进行仿真评估。

在步骤S102中，为了实现上述目的，首先需要计算出非合作光电成像系统的激光干扰前像元数量。激光干扰前像元数量与该系统的成像分辨率、探测目标的距离和探测目标的尺寸存在一定的关系。

具体的，激光干扰前像元数量的计算公式为：

其中，S表示激光干扰前像元数量；G表示非合作光电成像系统的成像分辨率；R表示探测目标的距离；C表示探测目标的尺寸；*表示乘积。

在步骤S103中，其次，需要通过激光干扰影响系数与激光干扰的靶功率密度和非合作光电系统的激光干扰功率密度阈值之间的关系，计算出激光干扰影响系数。

具体的，激光干扰影响系数的计算公式为：

其中，K表示激光干扰影响系数；W表示激光干扰的靶功率密度；T表示非合作光电系统的激光干扰功率密度阈值；W≤T。

进一步的，激光干扰的靶功率密度的计算公式为：

其中，W表示激光干扰的靶功率密度；P表示激光的输出功率；D表示激光的出光口径；L表示激光到探测目标的距离；β表示激光的光束质量；λ表示激光的工作波长。

在步骤S104中，再次，在得到了非合作光电成像系统的激光干扰前像元数量，以及激光干扰影响系数后，就可以利用二者之间的关系，计算出该系统的激光干扰后像元数量。

具体的，激光干扰后像元数量的计算公式为：

S′＝S*K    (4)

其中，S′表示激光干扰后像元数量；S表示激光干扰前像元数量；*表示乘积；K表示激光干扰影响系数。

在步骤S105中，最后，通过该系统受到激光干扰前后的像元数量的变化量，得到激光干扰效果。这里由于该系统受到激光干扰，会影响到像元数量上的变化，因此，激光干扰前像元数量应大于激光干扰后像元数量。

具体的，激光干扰效果的计算公式为：

ΔS＝S-S′    (5)

其中，ΔS表示激光干扰效果；S′表示激光干扰后像元数量；S表示激光干扰前像元数量，且S′小于S。

进一步的，约翰逊准则可以分为发现级别、识别级别和确认级别三个等级，具体定义是在视场内发现某一探测目标，

当探测目标的成像在临界尺寸方向上占据1.5个及以上像元时，即为发现级别；

当探测目标的成像在临界尺寸方向上占据6个及以上像元时，即为识别级别；

当探测目标的成像在临界尺寸方向上占据12个及以上像元时，即为确认级别。

更为具体的，利用约翰逊准则对该激光干扰效果ΔS进行如下仿真评估：

当ΔS＜1.5时，表示激光干扰效果ΔS未达到发现级别；

当1.5≤ΔS＜6时，表示激光干扰效果ΔS达到了发现级别，并介于发现级别和识别级别之间；

当6≤ΔS＜12时，表示激光干扰效果ΔS达到了识别级别，并介于识别级别和确认级别之间；

当ΔS≥12时，表示激光干扰效果ΔS达到了确认级别。

本示例实施方式第二方面提供了一种基于约翰逊准则的激光干扰效果仿真评估系统。如图3所示，该激光干扰效果仿真评估系统包括：激光干扰模块、像元模块和仿真评估模块，其中，像元模块分别与激光干扰模块和仿真评估模块连接。

激光干扰模块用于向像元模块输出激光干扰。

仿真评估模块用于计算像元模块受到激光干扰模块干扰前后的激光干扰效果，并对激光干扰效果进行仿真评估。

进一步的，该像元模块包括激光干扰前像元子模块和激光干扰后像元子模块。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的系统的若干单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多单元的特征和功能可以在一个单元中具体化。反之，上文描述的一个单元的特征和功能可以进一步划分为由多个单元来具体化。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本公开方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。