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红外光电仿真整体解决方案

日期: 2018-06-08
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一、 基于“目标特性-背景-大气传输-光电探测”的高逼真度仿真场景开发

采用以色列TOPS实时可视化仿真软件平台,提供多传感器仿真和合成环境建模,提供用于研究和仿真评估的光电领域(可见光、红外、微光夜视)的解决方案。

TOPS仿真平台具有较高的仿真置信度。以实际光学设备工作流程为原型构成展开,集成了大气环境模型库、红外特征模型库、红外传感器模型库等理论算法,通过调用相应模块模型算法,能够保证高逼真度的仿真视景展现。

红外光电仿真整体解决方案

  (1)宽波段多传感器类型仿真场景生成。自主设计开发可生成可见、红外、SAR传感器同源场景图像的场景仿真软件,模拟生成对空、对地动态场景,产生同一场景的电视、红外、微光仿真场景图像。

红外光电仿真整体解决方案

(2)真实地理区域红外场景生成。采用想定仿真地理区域的真实DEM数据和地表纹理数据,生成可见光地形数据库;编辑地形数据库的红外纹理和材质属性,并不断修正和验证,生成符合真实红外特征的地理区域红外场景。

(3)光谱级仿真场景开发。光谱级仿真场景的发生比宽带红外图像发生需要更为精准的光谱级数据支持,需要仿真平台提供数据和场景渲染方式的支持。

(4)目标光学特性数据库。开发目标光学特性数据库,提供数据输入、数据更新、数据查询、图形显示、数据下载、用户管理等数据操作功能。现有数据库中数据对象涵盖了无人机、航模、飞艇、战机、导弹、假坦克、陆军主战装备、战场要素和军事设施等多型典型目标,数据信息包括光谱、空域、时域等光学特性与分布模型。

二、光电系统综合性能仿真

实现对红外搜索跟踪(IRST)系统、前视红外(FLIR)系统的性能和外部接口的综合模拟,支持光电信息处理、图像处理算法的优化设计,支持对外接口的预先调试,支持多型航电系统的信号综合处理、数据处理及综合战术规划的实时验证。

红外光电仿真整体解决方案

为了形成闭环仿真测试环境,IRST仿真系统由仿真中心、IRST激励器、IRST仿真器和显控终端四大部分组成。其中,IRST激励器和IRST仿真器两个部分实现IRST性能和接口功能模拟。

红外光电仿真整体解决方案

仿真中心产生机载红外搜索跟踪仪工作过程中的模拟飞行数据;IRST激励器产生符合机载红外搜索跟踪仪观瞄特征的激励视频;IRST仿真器实现符合机载红外搜索跟踪仪的图像处理和信号处理流程的综合处理功能;显控终端显示仿真器输出的视频图像和目标信息态势,并实现人机交互功能。

三、光电系统建模与效能评估

光电性能评估功能采用光电性能评估数学模型计算。技术原理如下图所示。建立目标/背景、大气、光机电、传感器、人眼、稳瞄、干扰等传递函数(MTF),根据探测识别准则,建立光电系统性能评估模型,计算光电系统对目标的探测、识别性能。建立新型光电系统和部件为研究对象,基于光学、电子学、信号及图像处理等理论与工程算法,优化传统光电系统传递函数模型及计算机仿真模型,建立光电系统性能参数的仿真计算模型。

红外光电仿真整体解决方案

四、半实物仿真测试技术

(1) 红外动态场景目标模拟器

模拟目标及背景:空中目标及天空背景(包括飞机与导弹、地球大气散射和辐射形成的天空背景、云、雾、雨、雪等)、海面目标与海面(包括各种水面舰艇、海面自身的热发射和天空辐射的反射)、地面目标与地物(包括坦克、车辆、火炮、电站、桥梁、机场、建筑物)等;

模拟干扰:烟雾干扰(包括被动遮蔽和主动遮蔽,建立烟雾的数学模型)、红外诱饵;

模拟大气透过率等对红外侦察与红外导引头性能的影响;

模拟目标相对于背景的运动和背景辐射特性随时间的变化。

(2) 双通道点源目标模拟器

用于空空、地空红外制导导引头的半实物仿真系统。红外目标模拟器通过法兰盘安装在外框架两轴运动模拟器上,红外成像导引头安装在内框架三轴转台上,红外目标模拟器模拟目标的辐射特性和动态特性,两轴运动模拟器模拟目标在空中的偏航值、俯仰值,红外成像导引头捕获视场内目标,计算目标中心和导引头光轴的位置偏差,控制内框架三轴转台运动,实现红外成像导引头寻的、跟踪、抗干扰性能的仿真测试。

(3) 可见光寻的末制导

模拟产生电视导引头在测试和试验过程中所需的目标图像。可见光图像由计算机生成或实拍录像作为图像源,通过图像转换装置生成动态仿真场景,经过光学耦合系统对图像进行放大、准直和配准后,形成满足导引头需求的图像视场及目标运动特性,作为导引头的模拟目标。

以上几类室内半物理光学寻的末制导仿真试验设施,可应用于地空导弹成像末制导、空空导弹成像末制导、地地导弹成像末制导中导引头性能综合验证试验。

(4) 移动式光电靶标

移动式光电靶用作可移动目标,可在外场/靶场或大型实验室实现如下功能:
(a)作为可运动目标,能够提供可运动的1.06μm和10.6μm激光漫反射靶及红外合作靶,用于激光干扰装备地面试验。

(b)提供红外四杆靶、十字靶、方靶等,并可升高到较高高度,作为可升降光电目标及搭载平台,用于光电对抗装备威力试验。

(c)能够测量激光脉宽、重频等参数,用于内场半实物仿真试验。


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2016 - 12 - 23
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