Математическая модель формирования радиотеплового портрета надводных и воздушных объектов и ее компьютерная реализация [A Mathematical Model for Generating a Radiothermal Profile of Surface and Airborne Objects and its Computer Implementation]

Abstract

Ужесточение требований к точности и надежности систем поиска, обнаружения, наведения и навигации обусловливает комплексное использование в таких системах информационных каналов различной физической природы. Развитие микроволновой радиометрии позволяет в качестве одного из таковых использовать пассивный радиотепловой канал миллиметрового диапазона. При разработке такого канала для оценки возможности и вероятности обнаружения и наведения на различные надводные и воздушные объекты, получения необходимых параметров радиотеплового канала и обеспечения наибольшей вероятности обнаружения объекта на различных фонах необходимы экспериментальные исследования для конкретных образцов обнаруживаемых объектов с варьированием фона, гидрометеоусловий, углового положения и дальности относительно наблюдателя. Натурные эксперименты такого рода крайне ресурсоемки. Целью работы является разработка математического и программного обеспечения, позволяющего заменить натурные эксперименты численными и рассчитывать радиотепловые портреты объектов с учетом их положения и фона, а также радиояркостный контраст объекта. Получены выражения для радиояркостных температур радиотеплового излучения атмосферы и морской поверхности вдоль трасс визирования цели в различных диапазонах углов, составляющие основу математической модели радиотеплового поля и формирования радиотеплового портрета объекта наблюдения. Разработанная с ее помощью компьютерная модель позволяет рассчитывать значение радиотеплового поля надводных и воздушных объектов в любой точке пространства, строить радиотепловые портреты объектов на разных фонах, при различной угловой ориентации и дальности, с учетом излучательной способности материалов отдельных элементов их корпуса, с использованием 3D-модели объектов в формате OBJ. Разработанные модели полезны для разработчиков комплексных систем поиска, обнаружения, наведения и навигации в части определения необходимых параметров радиотеплового канала для различных целей на разных фонах.