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空间目标表面材料光谱双向反射分布函数测量与建模
  • ISSN号:1000-3290
  • 期刊名称:《物理学报》
  • 时间:0
  • 分类:O436.2[机械工程—光学工程;理学—光学;理学—物理]
  • 作者机构:[1]北京航空航天大学精密光机电一体化技术教育部重点实验室,北京100191
  • 相关基金:国家自然科学基金(批准号:60532070); 国家重点基础研究发展计划(973)项目(批准号:2009CB724005); 长江学者和创新团队发展计划(批准号:IRT0705)资助的课题
中文摘要:

介绍了双向反射分布函数(BRDF)的绝对测量原理和方法,选用光谱分辨率为3nm的光谱辐射度计及精度为0·01°的三维转角系统,搭建了BRDF自动测量平台,对空间目标表面包覆材料在400—2500nm的光谱BRDF进行了测量.结果表明,BRDF曲线极大值所对应的散射角度一般在镜反射方向左右,其余BRDF值随散射角变化很平缓,从中间向两边逐渐变小,近似成余弦分布.测量误差为4·95%.应用模拟退火算法,结合BRDF五参量统计模型,获得了测量光谱范围内各波长对应的共2101组五参量值,通过对比参量计算结果和实验测量结果验证了光谱BRDF建模方法的可行性和可靠性.测量与建模结果可为空间目标的探测和识别提供数据参考.

英文摘要:

An absolute measuring principle and method of bidirectional reflection distribution function (BRDF) is presented. A spectral radiation meter with 3 nm spectral resolution and a three-dimensional rotating system with 0.01° accuracy are utilized to establish the automatic measuring platform. The spectral BRDF of typical space target ’s surface materials (yellow and silver tinfoil) is measured in the range of 400—2500 nm. Measured results show that the scattering angle,which corresponds to the maximum value of BRDF curve,is generally in the specular reflection direc tion;the other BRDF values change slowly as scattering anglevaries,declining from middle to both sides and approximately following the cosine distribution. A BRDF error analysis method is introduced by using the RMS error calculation,which provides a new way for the BRDF measurement system evaluation. The measurement error is 4.95%. With five-parameter model of BRDF and the simulated annealing (SA) algorithm,the optimum parameters of the model at each wavelength in the measured spectrum are retrieved at intervals of 1 nm. A comparison of the data calculated by the parametric model with the data measured originally verifies the feasibility and reliability of the modeling. The measuring and modeling results can provide reference data for space target detection and identification.

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期刊信息
  • 《物理学报》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国物理学会 中国科学院物理研究所
  • 主编:欧阳钟灿
  • 地址:北京603信箱(中国科学院物理研究所)
  • 邮编:100190
  • 邮箱:apsoffice@iphy.ac.cn
  • 电话:010-82649026
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-3290
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1958/O4
  • 邮发代号:2-425
  • 获奖情况:
  • 1999年首届国家期刊奖,2000年中科院优秀期刊特等奖,2001年科技期刊最高方阵队双高期刊居中国期刊第12位
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国工程索引,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:49876