動態場景目標光、電特性仿真方法綜述

趙 濤,王振華,毛宏霞,包醒東,陳 軒

(1.電磁散射重點實驗室,北京 100854;2.光學輻射重點實驗室,北京 100854)

0 引言

大量的動態場景目標光、電特性數據獲取是開展目標特征提取和識別研究的必要條件,其中動態場景包括不同的目標軌跡、運動形式、傳感器布點和波形參數等,而且,光、電特性數據的獲取效率也是影響目標識別技術研究的因素。

目標光、電特性數據獲取主要采用實驗測量和理論計算2種手段。實驗測量包含靜態測量和動態測量,盡管數據可信度高,但測量代價很大,時間周期較長,不能滿足目標識別訓練對大量動態場景光、電特性數據的需求;而理論計算研究克服了實驗測量的缺點,具有周期短、應用平臺靈活、數據獲取多樣化的特點,不僅是目標識別技術研究的一種切實可行的途徑,而且是必不可少的研究手段。目標特性理論計算分為基于物理模型的精確建模方法和基于目標特性數據庫的快速構建2種方式。精確建模方法計算的目標特性數據置信度高,但效率較低,難以實現大量動態場景的光電特性計算,因此可作為目標特性標準模型和標稱值,用于其他計算方法的校驗和評估。而后者通過計算觀察視線在目標中的姿態角信息快速獲取目標的光、電特性,該方法靈活設置傳感器、目標運動及軌跡等,能支撐目標特性識別訓練研究所需的大量動態特性數據。盡管基于目標特性數據庫的快速構建方法效率快,但因為復雜目標的目標特性數據計算耗時且數據量巨大,也面臨著動態仿真實時效率和計算精度的瓶頸,國內外已涌現一批目標特性工程模型算法,用于解決目標特性數據存儲量大和重構精度問題。

本文針對目標動態場景的光、電特性仿真問題,結合國內外學者研究成果,給出基于物理模型的精確建模方法和基于目標特性數據庫的快速構建2種理論計算方法的思路、優缺點和應用領域。基于物理模型的精確建模方法有效保證了目標特性數據的計算精度,基于目標特性數據庫的快速構建在滿足數據精度的基礎上極大程度地減少加載數據量。電磁特性方面,基于目標RCS的稀疏性性質,利用壓縮感知理論提取復雜目標的散射中心數據集,并能保證較高的精度,避免了超分辨參數估計算法中的定階和精度問題。紅外特性方面,通過建立彈道標度因子、視向角標度因子進行修正,并考慮發射初溫、關機(分離)時間、關機(分離)傾角等的綜合影響,實現了基于數據庫的任意彈道下目標特性的快速重構。

1 電磁特性仿真

動態場景電磁特性仿真分為基于物理模型的電磁精確建模方法和基于目標特性數據庫的仿真方法。其中,電磁精確建模方法采用低頻數值或高頻近似方法計算動態場景的電磁散射特性,精度高,但效率低,可作為標準模型和仿真數據基準;基于目標特性數據庫的仿真方法基于目標傳感器與目標姿態生成動態場景的電磁特性,通過數據壓縮算法降低目標特性數據的存儲率,提高動態加載的效率和精度。

1.1 電磁特性精確建模方法

在電磁特性精確建模方面,西方發達國家一直處于領先地位,相繼開發了一批復雜目標電磁散射特性預估分析軟件,如美國國防電磁公司(DEMACO)的Xpatch[1-2]、波音航空公司的RECOTA[3],西班牙的GRECO[4]等。使用這些軟件能夠實現對各類復雜目標電磁散射特性的快速準確預估,為目標識別等應用提供很好的理論支持。其中,Xpatch是由空軍研究實驗室(AFRL)領導下的SAICDEMACO 開發的用于預估雷達特征信號的首席高頻仿真軟件。早期的Xpatch版本使用立方體和平面元2種方法進行幾何建模,使用射線追蹤(SBR)方法產生實際的三維目標從0到3D 的雷達特征信號,實現復雜目標的雷達散射截面(RCS)、高分辨距離像(HRR)和合成孔徑雷達(SAR)圖像的精確預估,包含目標的一次反射(PO)、邊緣繞射(PTD)和多次反射(SBR)貢獻。Xpatch 4.0 以后的版本在CAD模型等表示方面做了重要的改進,增加了對包括裁剪曲面在內的17種不同的基本圖形轉換規范(IGES)實體的支持。該軟件仍在不斷完善中,將會集成低頻散射部分和高頻散射的高階散射的影響,從而實現全頻段的電磁仿真。

自20世紀80年代以來,國內許多高校和科研機構相繼開展了復雜目標電磁散射特性建模方法的研究,取得了一定的成果,開發了一批用于復雜目標電磁散射理論建模和目標與環境電磁散射特性分析的軟件系統。如電子科技大學的A-UEST 軟件、北京航空航天大學的GRECO 軟件、北京理工大學的合元極軟件、東南大學的NESC 軟件、北京環境特性研究所RatsPro等。

雖然國內在電磁散射建模領域取得較大的進展,也開發了多種電磁散射預估軟件,但是這些軟件的建模精度和處理復雜目標電磁散射的能力都有待提高。以高頻方法為例,大規模面元模型的快速消隱、通用的自動射線追蹤快速算法、曲面繞射和爬行波的準確計算、阻抗邊緣的繞射計算等問題都是需要關注和研究的課題。

近年來,用于復雜目標電磁散射計算的混合法得到迅速發展[5]。混合法吸收了不同方法的優點,又克服了各方法的缺陷,因此有助于解決復雜的散射問題。例如,對于電大尺寸復雜目標的散射來說,除主要的散射效應外,一般還包括多次繞射和高階散射效應,如行波、爬行波、表面導波以及諧振效應等;對于復雜目標上的一些特殊部件,如飛行器進氣道,一般帶有復雜終端,其散射問題十分復雜,僅用高頻方法往往無法準確求解。在這些情況下,使用混合法將凸顯其優越性。因此對求解電大尺寸復雜目標的電磁散射來說,混合法提供了一條有效的技術途徑。

1.2 基于目標特性數據庫的工程仿真

基于靜態測量手段(暗室測量)或電磁仿真計算獲得目標的全極化全空間RCS特性,并根據各個時刻目標質心相對于雷達天線相位中心的距離,計算由于目標質心平移運動產生的多普勒相位信息,并調制在目標的RCS序列數據上,即生成動態電磁特性。該方法動態生成方法較簡單,但也面臨著大量的目標特性數據存儲資源使得計算效率慢的難點。針對目標特性數據大使得仿真效率慢,國內外很多學者針對目標特性數據壓縮和重構進行研究,僅需存儲有限參數值,而無需存儲RCS數據,避免了巨量特性數據準備時間長且存儲空間大的工程問題,克服了仿真效率和精度的瓶頸問題。

數據壓縮的過程就是去除源文件中的冗余數據,將其轉化為較小的輸出文件的過程。對于任意非隨機生成的數據來說,利用其內部固有的特定數據結構就可以得到一種更小的數據表示形式。數據壓縮分為無損和有損壓縮,若對壓縮之后的數據進行反向處理,得到的結果與源文件完全一致,稱這種壓縮方法為無損壓縮,反之為有損壓縮。無損壓縮方案通常被用來壓縮文本等需要完全重建數據的文件,包括行程長度編碼、霍夫曼編碼、字典方法等,其中又以字典方法使用最為廣泛。對于目標特性數據,無需保留它的全部細節,同時大量電磁散射理論分析和實驗表明,在高頻區域,目標部分位置(即散射中心)電磁散射的相干合成即為該目標總體的電磁散射,而這讓利用散射中心的概念來實現對于目標特性數據的高效壓縮成為可能[8-9]。

散射中心簡潔明了地描述了雷達目標的物理結構,其內涵也隨著電磁散射機理研究的深入和雷達系統不斷提高的性能而不斷擴大,是高頻區目標電磁散射的重要特征[9]。早期的散射中心是僅包含位置信息的簡單點,如今目標各部分的局部特性也能夠利用散射中心的概念進行表征。散射中心的概念,在許多領域都有著較強的實用價值和較好的應用前景[11-12]。

基于散射中心模型也有2種思路：1)散射中心參數估計方法。該方法對強散射中心的位置信息、散射類型、幅度等特性信息進行估計提取,通過有限個散射中心參數表征目標電磁特性。該方法數據壓縮率高,但面臨著散射中心數目(信源數目)和參數估計精度問題。前者為模型的定階問題,在信號處理領域,有最小信息準則(AIC)、最小描述長度準則(MDL)[12]、蓋氏圓盤估計法[13]、基于奇異值分解[14]等方法,但靈活性差,通用性不好。而估計精度主要受限于參數化模型,對噴口、波導等凹腔體散射中心和細長、球面等行波與蠕動波散射中心等難以精確估計,導致部分目標的參數估計精度不高。2)散射中心稀疏表征方法。該方法基于壓縮感知(CS)理論,結合正交匹配追蹤(OMP)方法求解優化方程[15],可以獲取散射中心參數集,由于優化方程中已設置與原始的RCS數據的精度大小,因此,該方法重構生成的目標特性數據精度比散射中心參數估計方法高,但存在復雜目標計算的散射中心數據多,壓縮率不高的問題。

1.2.1 基于參數估計方法的散射中心模型

自20世紀60年代起,有關散射中心參數估計的研究廣泛開展。1969年,CAPON 提出了極大似然估計(MLE)方法。1971年,WALKER 等提出了最小二乘估計(LSE)方法。1981 年,KAY 等總結并提出了PRONY 方法。1984年,IHARA[16]提出了最大熵估計(MEE)方法。1986 年,SCHMIDT等[17]基于信號子空間與噪聲子空間的正交性提出了多重信號分類(MUSIC)方法;ROY 等[18]基于旋轉不變技術陣列提出一種信號參數估計(ESPRIT)方法。1995年,KUNDU 等提出了噪聲子空間分解(NSD)方法。1997年,HAN 等[19]提出神經網絡方法。2003年,BETTAYEB[20]提出了基于遺傳算法的混合迭代方法。2005年,付麗華等提出了利用小波變換的方法。同時,基于優化算法的參數估計方法不斷出現,如遺傳、粒子群、細菌群游算法等。2008年,ZHANG 等提出基于稀疏分解(SD)的方法。2013年,INCE等[21]提出了一種基于信號與噪聲子空間分離熵(E-MUSIC)的最大化的方法。

多維散射中心的參數估計可分為非參量方法和參量方法。前者的特點是不用求解包含有限參數的模型方程,而直接根據自身或自相關延時序列得到參數估計;后者則是根據觀測過程的一些先驗信息,來估計模型參數。最常用的非參量方法就是通常意義上的雷達目標成像,以及LSE 方法、MLE 方法、基于小波變換的估計等。參量方法可以突破“瑞利限”,從而實現超分辨率信號恢復和估計,MUSIC算法和ESPRIT 算法是此類方法的代表[22]。

近年來,很多基于模型的特征分解方法不斷涌現,通常是將狀態空間方法應用于目標散射參數提取和系統識別中。NAISHADHAM 等[23]為了估計衰減正弦信號的頻率和散射強度,將狀態空間方法用于處理時間序列數據,效果顯著。BOWMAN等[24]利用狀態空間方法提取基于DE 模型的目標散射中心徑向距離、衰減率和散射強度信息。CANDES等[25]利用恢復正弦信號的例子證明了同傳統方法相比,狀態空間方法在估計參數時對噪聲干擾的低敏感性。狀態空間法對系統極點沒有限制,且具有良好的噪聲抑制能力,可應用的場景大大拓寬。

目前,常用的參數估計算法有：

1)基于三維FFT 的參數估計算法

對于理想點目標,基于三維FFT 算法能實現若干個強散射中心的參數估計,但該方法受噪聲和雜波影響,且對距離和方位分辨單元內的散射中心不能分辨。因此,該方法主要適合于簡單強散射點組成的目標,對于復雜結構,散射機理復雜的目標難以達到準確的結果。

2)基于三維MUSIC的參數估計算法

多重信號分類算法(MUSIC)基于信號與噪聲這2個子空間互相正交特性,實現對信號參數信息的估計,通過對觀測數據的自相關矩陣的特征分解來實現。由于上述2個子空間相互正交,當信號模式矢量和信號相似度越高時,其與噪聲子空間基的乘積越小,乘積的倒數越大。在這一過程中,通過相關求和減小噪聲擾動的影響。

3)基于三維旋轉不變算法(ESPRIT)的參數估計算法

ESPRIT 是一種信號子空間的空間譜估計方法。其核心思想是利用陣列的自相關和互相關矩陣得到信號的旋轉算子,進而計算出信號的頻率和衰減因子等參數。現在,ESPRIT 算法及其改進算法已廣泛應用于雷達陣列信號、語音信號處理等場合。

4)基于三維RELAX 的參數估計算法

RELAX算法是一種基于非線性最小方差(NLS)準則的參數估計方法。它可以通過簡單的FFT 運算來實現,適用于對由多個強散射點組成的雷達目標作特征提取。RELAX 算法本身對噪聲和雜波不作任何限定性假設,它通過最小化非線性方差得到參數的估計值,具有較強的適應性。

5)基于狀態空間方法的參數估計

狀態空間方法是現代控制理論一種基于模型的特征分解方法,具有不限制雷達發射信號波形種類、噪聲抑制能力較強等優點。同時,狀態空間方法對于系統穩定性的要求不高,可以用于處理各散射中心強度與信號頻率、角度依賴關系不同的目標特性數據,適合提取具有復雜結構目標的散射中心參數。

1.2.2 基于壓縮感知的散射中心模型

借助散射中心概念,當滿足一定條件時,目標的RCS可以看作由互相獨立的散射中心的貢獻合成得到的。這些散射中心在相應的空間場景中,往往體現出較強的稀疏性。基于以上原因,借助于稀疏信號處理的相關理論,對目標RCS數據進行處理提取特征散射中心,進而可以實現對原始RCS數據的壓縮與重構。

假設測量信號RCS為矩陣b∈C M×1,在某個基或更一般的框架上是稀疏的或可壓縮的,則可以將其表示為觀測矩陣A∈C M×N與散射中心矩陣x∈C N×1相乘的形式,即

式中：A表示M×N的已知RCS測量或計算中的觀測參數矩陣,與測量頻率和觀測視角有關;x通常被稱作目標特性信號,為b在A上的系數,也就是稀疏問題中需要恢復的未知信息;n表示噪聲和其他干擾信號。從數學角度看,每個測量信號都是樣本信號的線性組合,均包含了所有樣本的部分信息。由于通常測量信號的維度M遠小于需要恢復的樣本信號的維度N,故式(1)所表示的線性方程組實際上是欠定的(病態問題)。為了在測試數據不足的情況下求解式(1),需要利用x稀疏特性的先驗信息。對于稀疏性最直接的度量是L0 范數,因為‖x‖0表示x中非零元素的個數。現在已經有嚴格的數學證明,若x稀疏,則可通過式(2)的優化問題求解x,即

式中：σ表示與噪聲電平相關的誤差允許量。但是,最小L0 范數問題是一個NP-Hard 問題而無法求解。

該優化方程是欠定方程,求解也變成了凸優化問題,目前已有多名學者提出CS方法計算,主要分三類：貪婪追蹤算法、凸松弛算法和組合算法。其中,比較常見有匹配追蹤算法(MP)[26]、正交匹配追蹤算法(OMP)[27]、正則化正交匹配追蹤(ROMP)算法[28]、基追蹤(BP)算法[29]等。

2 光學特性仿真

動態場景光學特性仿真分為固體目標光學特性建模、高溫尾焰氣體目標光學特性建模和背景輻射特性建模。其中,固體目標光學特性主要采用考慮太陽和地球熱網絡法對其表面溫度進行求解,從而依據空間遮擋關系獲得不同觀測方向的紅外目標特性[30]。由于其計算理論簡單,對計算要求較小,因此對其理論建模的改進需求較小。而對于背景輻射計算廣泛采用中分辨率大氣透過率計算程序(Modtran)來進行計算[31],其操作簡單,且在對地觀測計算中具有較好的計算精度。因此,對于光學輻射特性研究主要集中于發動機高溫噴焰氣體流動與紅外輻射特性。

2.1 噴焰氣體光學特性精確建模方法

目前,關于發動機噴焰流動與紅外輻射特性的研究主要以數值模擬為主[33-34],廣泛采用CFD 和DSMC算法來模擬不同流域下發動機的噴焰流動以獲得完整的流場參數,采用視在光線法(LOS)、反向蒙特卡洛法(BMC)、有限體積法(FVM)等來計算噴焰的紅外輻射特性。數值方法的適應范圍廣且精度高,但其計算量大,極為耗時,尤其是針對高空噴焰的流場計算,即使采用“CFD+DSMC”耦合算法在解決大推力發動機噴焰流動計算時仍存在巨大困難。因此對于工程應用,快速可靠的紅外特性計算數理模型具有十分重要的現實意義和工程應用價值。

2.2 噴焰氣體光學特性工程建模方法

對于噴焰高溫氣體的光學紅外特性工程仿真計算模型,由于其涉及尾焰流動和高溫氣體的光學輻射2種不同的計算物理場,需對這2種物理場分別建立工程計算模型。同時對于低空域內的連續流噴焰和高空域稀薄流噴焰,其流動特性具有較為明顯的不同,需采用不同的數值計算方法對其進行計算。因此,對于噴焰氣體光學特性工程建模,涵蓋了低空連續流、高空稀薄流噴焰快速工程計算模型和噴焰光學紅外輻射快速計算模型3個方面。

2.2.1 連續流噴焰快速工程計算模型

噴焰流場求解計算的快速數理模型是指通過獲得近似理論方程的解析解,并采用經驗、半經驗公式來簡化流場計算模型以減少計算量的一種流場求解模型。在20 世紀60—70 年代,ALBINI等[35-36]通過忽略流體黏性和擴散效應,利用激波層近似理論總結出了來流馬赫數為3～5 的流場求解的解析式[36];ANDERSON 等[37]采用修正的拉格朗日有限差分法和有限速度化學反應模型,對飛行高度在45 km左右的中流域噴焰流場結構及參數分布進行了快速預估;WOODROFFE[38]結合伴隨流與噴焰間的流動混合卷吸模型,建立考慮復燃效應的噴焰射流段內的一維預估工程算法,這種算法能夠快速獲得不同來流條件下噴焰射流段內的基本參數。而在此后,研究者逐漸將噴焰按照不同特性劃分為不同區域,并對其分別研究。在噴焰核心區,由于涉及復雜的波系結構和混合邊界層,成為被研究關注的重點。如CRIST 等[39]結合實驗測量數據和射流混合長度理論,提出了高度欠膨脹射流馬赫盤流場求解半經驗公式;BAUER 等[40]將噴焰流體假定為無黏流,較為精細地建立起了能夠快速預估噴焰第一馬赫波的數理模型,其能夠與數值計算方法獲得吻合度很好的模擬結果;李海峰等[41]考慮了多噴管噴焰流動的相干結構,研究了四噴管燃氣射流流場結構以及對其的預估方法;郜冶等[42]以射流沖擊結構為研究對象,建立起了噴焰沖擊平面和斜面的馬赫波流動參數預估方法;肖育民等[43]以噴焰分區結構為研究對象,建立起了欠膨脹超音速噴焰自由射流的工程計算模型。

2.2.2 稀薄流噴焰快速工程計算模型

由于稀薄流計算的DSMC 存在著模型適用性差、計算量大、計算周期長的問題。因此高空稀薄環境下的噴焰流動數理模型一直受到廣泛的關注。針對100 km 以上高空區域,HILL 等[44]通過研究發現噴焰的特征尺寸與噴焰阻力和動壓的比值相關聯,進而由此提出了預估噴焰尺寸和形狀的半經驗模型。之后,ALBINI等[45-48]研究了連續流高度膨脹時的極限轉角變化問題,結果發現高空噴焰近場參數同噴管出口極坐標下的極徑平方和極角的余弦值具有很強的關聯作用,并以此研究結果為基礎建立了用于高空稀薄氣體環境下噴焰流動的COSINE-LAW模型。CAI等[48-51]依據無碰撞自由分子運動學模型為基礎,建立起了高空稀薄氣體環境下的噴焰流場計算工程模型,這種模型與DSMC模擬的結果吻合很好,并逐漸被應用到了高空噴焰流場計算和氣體分子與壁面碰撞的分析當中。在國內,劉青云等[51]利用均勻激波層理論、真空膨脹模型和牛頓激波層理論建立起了一種針對高空噴焰的氣體在真空中膨脹的簡單分析模型。陳兵等[52]采用SIMONS快速計算法模擬了姿控發動機在真空環境下的噴焰流場,并得到了符合流體運動規律的結果。高空稀薄氣體環境下噴焰數理模型為快速有效預估高空復雜噴焰提供了條件,但目前已有的計算模型還存在對高速稀薄自由來流碰撞效應預估不足、適用范圍窄等問題。因此結合稀薄氣體環境下噴焰流動的機理和特性,繼續對高空噴焰數理模型發展和完善,仍然是對噴焰流場繼續研究的重要內容。1999年,黃琳[53]將SIMONS模型的計算結果與DSMC 法的計算結果進行了比較,結果表明SIMONS模型是目前分析高空稀薄氣體環境下噴焰流動最簡單、復雜程度最低的方法,其可以被用來對噴焰核心區內流場的工程預估。整體而言,我國在高空噴焰問題上的研究雖然做了一些工作,但與國外相比存在著較大的差距。

2.2.3 噴焰輻射特性快速工程計算模型

目前對于噴焰輻射特性計算同樣存在快速工程計算的需求,1972年,PEARCE[54]采用一種簡化的數值計算模型,計算了噴焰對固體火箭發動機底部的輻射加熱作用,并進行了相應的理論和試驗分析。1979年,美國建立了針對噴焰紅外計算的標準輻射傳輸模型(SIRRM),其采用六流法處理粒子散射問題,從而針對低空流域的紅外輻射特性進行數值模擬[55]。1981年,MALKMUS等[56]完善了光譜數據的獲取和譜帶模型的計算方法,并對熱流法進行改進之后,開發出了SIRRM-II模型。1984年,NELSON[57]采用SIRRM-II模型對固體火箭發動機不同工況下的紅外輻射特性進行了較為深入的研究,并定量分析了Al2O3粒子對噴焰紅外輻射信號的影響。

2.3 基于目標特性數據庫的工程仿真

2.3.1 噴焰紅外特性數據重構

不同高度下發動機噴焰呈現出不同的流場結構,但是在小的高度區間內噴焰的流動形態存在一定程度的“相似”,主要受發動機工作狀態、彈道高度上的大氣環境參數、彈道速度的影響。

低空噴焰紅外輻射特性工程模型通過研究提取典型高度的輻亮度,研究給出隨彈道速度的彈道標度因子和視向標度因子,基于統計譜帶模型,采用理論計算公式,實現任意彈道的2個預警波段的噴焰紅外輻射特性實時生成。高空噴焰紅外輻射特性工程模型通過提取典型高度的輻亮度,隨高空密度和速度的標度律,采用標度律公式,實現高空噴焰紅外輻射特性實時生成。真空噴焰內核流區由于存在著復雜的耗散過程,理論計算存在著一定的難度,目前國內外尚未獲得解析求解方法,但通過測量發現它滿足簡單的標度關系,可以基于推力的估算方法給出噴焰紅外輻射特性。

2.3.2 空間目標平均溫度重構模型

空間目標紅外輻射特性主要受3個外部因素的影響：1)上升段的氣動加熱;2)中間飛行段下墊面對目標的輻射;3)初始溫度對目標平均溫度的影響。由于前2個因素對目標輻射特性的影響隨彈道的不同而有所差異,因此對目標紅外輻射特性的影響因素主要是彈道和發射初溫。

在上升段,目標所受氣動熱主要由目標所在高度以及速度決定。當發動機的參數固定時,目標在該發動機工作時間內的合速度主要是由發動機工作時間決定。當目標的合速度相同時,飛行高度取決于目標在上升過程中的傾角。對于典型的彈道,當每一級發動機關機(分離)時間和助推級關機(分離)時的彈頭飛行傾角確定時,其在上升段過程中的飛行軌跡基本相同。由上述可以得出,彈道對目標在上升段所受氣動熱的影響可以由每一級的分離時間、分離時彈頭傾角確定。在中段,下墊面對目標的輻射決定于目標在中段的飛行彈道軌跡。彈道導彈在最后一級助推級關機或分離時的飛行狀態決定導彈在關機后的彈道軌跡,因此最后一級發動機關機(或分離)時間和關機(分離)傾角決定了目標在飛行過程中下墊面對目標輻射的影響程度。

綜上所述,中段目標平均溫度變化主要受到3個彈道特征分類參數的影響,即發射初溫、關機(分離)時間、關機(分離)傾角。因此在典型目標中段飛行的有限時間內,對于不同的發射條件,目標表面平均溫度均可通過改變以上幾個參數來描述。

3 結束語

目前,空天動態場景光、電特性仿真技術受到越來越多的關注,其仿真精度和效率影響著各型傳感器跟蹤和識別能力的發展。本文對動態場景的光、電特性精確建模和基于目標特性數據庫的工程仿真方法的思路、發展及應用進行闡述,對其中存在的問題、后續研究方向進行了分析。但由于動態場景仿真的應用面較廣,還有許多問題有待研究。隨著計算機軟硬件性能的不斷提升,在電磁特性方面,基于電磁特性數據庫的工程仿真模型能夠在保證壓縮效率的基礎上進一步提高目標特性重構的精度,更為接近精確理論建模方法的結果;在光學特性方面,基于光學特性數據的重構方法不僅能夠較好保持精度,還能進行實時/準實時的仿真模擬,對工程應用具有很好的指導效果。