Научно-технический
«ОПТИЧЕСКИЙ ЖУРНАЛ»
издается с 1931 года
 
   
Русский вариант сайта Английский вариант сайта
   
       
   
       
Статьи последнего выпуска

Электронные версии
выпусков начиная с 2008


Алфавитный указатель
2000-2010 гг


444
Архив оглавлений
выпусков 2002-2007 гг


Реквизиты и адреса

Вниманию авторов и рецензентов!
- Порядок публикации
- Порядок рецензирования статей
- Типовой договор
- Правила оформления
- Получение авторского вознаграждения
- Редакционная этика


Контакты

Подписка

Карта сайта




Журнал с 01.12.2015 допущен ВАК для публикации основных результатов диссертаций как издание, входящее в международные реферативные базы систем цитирования (Web Science, Scopus) (см. Vak.ed.gov.ru Перечень журналов МБД 16.03.2018г)

Аннотации (10.2022) : Оценка теплового контраста низкотемпературных наземных объектов

Оценка теплового контраста низкотемпературных наземных объектов

DOI: 10.17586/1023-5086-2022-89-10-05-12

УДК 621.384.32

Ссылка для цитирования: Овсянников В.А., Овсянников Я.В. Оценка теплового контраста низкотемпе-ратурных наземных объектов // Оптический журнал. 2022. Т. 89. № 10. С. 5–12. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-05-12

 

Владимир Александрович Овсянников1* , Ярослав Владимирович Овсянников2

1, 2Научно-производственное объединение «Государственный институт прикладной оптики», Казань, Россия

1nukseni@mail.ru https://orcid.org/0000-0002-1532-0010

2jar_ovs@mail.ruhttps://orcid.org/0000-0002-0849-8734

Аннотация

Предмет исследований. Тепловой контраст низкотемпературных пассивных объектов местности — это разность радиационных температур объекта и фона в спектральных рабочих диапазонах наблюдательных тепловизионных приборов воздушного и наземного базирования. Цель — обеспечение разработчиков тепловизионных приборов исходными данными по демаскирующим признакам наземных объектов. Метод. Теоретический анализ физических закономерностей формирования теплового контраста наземных объектов с привлечением известной из литературы модели теплового излучения атмосферы, учитывающей не только температурный контраст, возникающий из-за различной тепловой инерции объекта и фона при изменении метеоусловий, но и оптические характеристики объекта и отражённое от него излучение Солнца и окружающей среды (земной поверхности и атмосферы), а также, для объёмных объектов, направление визирования. Основные результаты. Предложен методологический подход и соответствующая математическая модель для оперативной инженерной оценки основного демаскирующего признака низкотемпературных наземных объектов, в частности транспортной техники, наблюдаемых посредством тепловизионных приборов, в том числе из верхней полусферы, на фоне земной поверхности при различном состоянии облачности, — их теплового контраста в диапазонах спектра 3–5 и 8–12 мкм, соответствующих «окнам прозрачности» атмосферы. Приведены основные аналитические соотношения для выполнения этой оценки, учитывающие тепловое излучение окружающей среды, прямое и рассеянное солнечное излучение, отражённое диффузной сферической поверхностью, имитирующей наблюдаемый объект, и направление его визирования. Показано, что даже при фиксированном температурном контрасте объектов их тепловой контраст может варьироваться в достаточно широких пределах и претерпевать инверсию. Дан пример практического использования предложенной модели. Практическая значимость. Разработанная инженерная методика расчёта теплового контраста наземных объектов может быть использована для оперативного прогноза эффективности, в том числе дальности действия, тепловизионных приборов воздушного и наземного базирования, а также для обоснования требований к основным техническим параметрам перспективных образцов этих приборов.

Ключевые слова: тепловой контраст, низкотемпературные наземные объекты

 

Коды OCIS: 010.7295, 110.6820.

 

Список источников

1.    Jacobs P.А. Thermal infrared characterization of ground targets and background. US, Bellingham, Washington: SPIE press, 2006. 212 p.

2.   Иванов В.П., Курт В.И., Овсянников В.А., Филиппов В.Л. Моделирование и оценка современных тепловизионных приборов. Казань: Отечество, 2006. 595 с.

3.   Скворцов Б.В., Перцович А.С., Живоносновская Д.М. Имитационное моделирование сигнатуры теплового объекта // Оптический журнал. 2018. Т. 85. № 4. С. 28–35.

Skvortsov B.V., Pertsovich A.S. ,  Zhivonosnovskaya D.M. Simulation modeling of the signature of a thermal object Journal of Optical Technology. 2018. V. 85(4), Р. 211–217. https://doi.org/10.1364/JOT.85.000211.

4.   Wang B., Xie Y., Yuan Y., Zhang W. Calculation of temperature variation and in-frared detection probability of the desert ground target // Proc. SPIE. 2017. V. 10255. P. 102554Z-1 – 102554Z-9.

5.   Plesa C., Turcanu D., Bodoc V. The use of infrared radiation for thermal signa-tures determination of ground targets // Rom. Journ. Phys. 2006. V. 51. № 1–2. P. 63–72.

6.   Филиппов В.Л., Вендеревская И.Г. Модельный расчет спектральной прозрачности и яркости атмосферы в динамике погодных условий. Итоги разработки // Оптический журнал. 2017. Т. 84. № 3. С. 15–21.

Filippov V.L., Venderevskaya I.G. Model calculation of the spectral transmittance and radiance of the atmosphere as they vary with weather conditions: development results // Journal of Optical Technology. 2017. V. 84(3). Р. 167–172. https://doi.org/10.1364/JOT.84.000167

7.    Марков А.В., остриков В.Н. Мо-делирование инфракрасных изобра-жений наземных объектов на основе термодинамического расчета // Опти-ческий журнал. 2000. Т. 67. № 7. С. 100–105.

Markov A.V.  Ostrikov V.N. Computational thermodynamics modeling of infrared images of terrestrial objects // Journal of Op-tical Technology. 2000. V. 67(7). Р. 687–692. https://doi.org/10.1364/JOT.67.000687.

8.   Sanders J., Johnson K., Curran A., Runes P. Ground target infrared signa-ture modeling with the multi-service electro-optic signature code // Proc. SPIE. 2000. V. 4029. P. 197-204.

9.   Clare P. Design and modeling of spectral-thermal unmixing targets for airborne hyperspectral imagery // Proc. SPIE. 2006. V. 6233. P. 62331J-1 – 62331J-12.

10. Ata Y., Nakiboglu K. Infrared sig-na-ture estimation of an object or a tar-get by taking into account atmospheric effects // Optics communications. 2010. V. 283. P. 3901-3910.  http://doi.org/10.1016/j. optcom. 2010.06.006.

11.  Матвеев Л.Т. Курс общей метеорологии. Физика атмосферы. Л.: Гидрометеоиздат, 1984. 751 c.

12.  Овсянников В.А., Овсянников Я.В. Оценка контрастной силы излучения воздушных объектов для наземной телевизионной аппаратуры // Авиакосмическое приборостроение. 2022. № 2. С. 3–12.  http://doi.org/10.25791/aviakosmos 2.2022.1263.

13.  Овсянников В.А., Овсянников Я.В. О пороговой чувствительности несканирующих тепловизионных приборов, работающих по наклонным атмосферным трассам // Оптический журнал (настоящий выпуск). 2022. Т. 89. № 10. С. 13–25. http://doi.org/10.17586/1023-5086-2022-89-10-13-25

14.  Вавилов В.П. Инфракрасная термография и тепловой контроль. М.: Спектр, 2009. 544 с.

15.  Белозеров А.Ф., Иванов В.М. Зарубежные тепловизионные приборы. М.: НТЦ «Информтехника», 2004. 91 c.

16.       Овсянников В.А., Филиппов В.Л. О рациональном выборе спектрального рабочего диапазона современных тепловизионных приборов // Контенант. 2019. № 4. С. 68–86.