基于天地观测场景相似变换的空间目标光谱特性预示研究

It’s essential to accurately predict the spectral signature of a space target for space-based target detection . Due to the high cost of flight test, it is highly required to predict the spectral signature based on measurements under simulated space radiation environment (SSRE) and theoretical model. However, it is difficult to assess the accuracy of the measurement under SSRE.. This proposal presents a spectral signature prediction technology for space target based on scene similarity transformation to access the accuracy of the simulated test. The SSRE and target spectral signature is modeled for the calculation of temperature and spectral radiation field. A test scheme and calculation case is designed to make comparison between the results from the virtual and physical measurement. The model is modified to accurate predict the spectral signature of a space target.. The ‘similarity transformation’ method in this proposal can support the accuracy assessing, test scheme optimization, signature prediction of space target.

准确获取空间目标在天基观测平台下的光谱特性，一直是空间目标探测与识别领域关注的热点之一。由于空间飞行试验成本太高，通过地面模拟试验配合理论仿真实现目标在空间辐射环境的光谱特性预示成为迫切需要。. 针对地面模拟试验结果评估验证困难的问题，本项目提出基于天地观测场景相似变换的空间目标光谱特性预示技术，其核心思想是找出目标特性在天地观测场景相似转换中的不变量，即目标特性对辐射环境的响应模型。首先，基于建立的模型对地面模拟试验场景进行推算，实现被测目标温度场与光谱辐射场的解算；然后，构建可进行互校验的算例与试验方案，比对分析仿真模型与地面试验结果，开展数学模型的修正与校验；最后利用校验后的模型对空天观测场景进行推演，实现空间目标辐射特性的可靠预示。. 本项目提出的“相似变换”的方法可为地面模拟试验结果精度的定量评估、试验方案优化、空间目标特性预示等应用需求提供理论与技术支撑。

针对空间目标光谱辐射特性高精度预示的应用需求，基于地面模拟试验系统，研究目标特性天地相似转换理论与方法。首先针对空间目标辐射特预示面临的关键问题目标物理属性不完备问题，提出了基于热响应函数的温度场建模方法，利用地面试验系统，测量目标的热响应函数，替代温度场建模需要却很难获取的参数。其次，针对模型校验的问题，基于地面试验系统，建立了地面模拟实验系统仿真计算模型，仿真预示地面模拟试验系统目标特性试验结果，设计了多种典型工况，并开展了地面模拟试验与验模研究，仿真模型结果与实测结果温度变化趋势完全一致，证明了仿真模型的理论正确性，说明该仿真计算模型可以对复杂目标进行热特性计算，基于目标表面温度计算结果，可用于空间目标光谱辐射特性预示。