Оптическое поле морской пригоризонтной области для инфракрасных и телевизионных приборов. Монография

Предисловие
1. Введение
2. Структура "Модели инфракрасного
излучения взволнованной поверхности
в диапазоне длин волн от 3 мкм до 14 мкм"
3. Обоснование и вывод инженерных формул
для расчёта характеристик
ИК-излучения ВПМ
3.1. Формирование оптического поля фацета
3.2. Формирование оптического поля
единичного участка ВПМ
3.3. Вывод расчётных выражений закона
распределения флуктуаций
энергетической яркости ВПМ
3.3.1. Вывод формулы плотности вероятности
яркости в общем виде
3.3.2. Вывод формулы плотности вероятности
яркости для сплошной облачности...
3.3.3. Вывод формулы плотности вероятности
яркости для ясного небосвода
3.3.4. Влияние атмосферной трассы на
статистические характеристики
формирования случайного поля ИК-излучения ВПМ
3.3.5. Стохастическая природа воспринимаемого
наблюдателем контраста
ИК-излучения объектов на фоне ВПМ
3.3.6. Особенности учёта эффектов
многократного отражения при выводе
выражений плотности вероятности флуктуаций
энергетической яркости
3.4. Вывод расчётных выражений для первого
момента функции распределения
энергетической яркости ВПМ (среднее значение)
3.5. Вывод расчётных выражений для второго
момента функции распределения
энергетической яркости ВПМ (дисперсии
флуктуаций энергетической яркости)
3.6. Обоснование вида закона распределения
уклонов фацетов для использования
в описании ИК-излучения ВПМ
3.7. Обоснование использования формул для
вычисления спектральных
коэффициентов отражения и поляризационных
характеристик морской воды
3.8. Обоснование использования функции
углового распределения яркости
нисходящего ИК-излучения небосвода
3.8.1. Угловое распределение среднего
значения яркости нисходящего излучения
небосвода
3.8.2. Статистические характеристики
нисходящего излучения небосвода
3.8.2.1. Ясный небосвод
3.8.2.2. Переменная облачность
3.9. Обоснование использования функции
углового распределения яркости
нисходящего излучения небосвода в видимом
диапазоне
4. Зависимость характеристик ИК-излучения
ВПМ и контрастов естественных и
искусственных образований на её поверхности от
условий наблюдения
4.1. Модель оптического поля взволнованной
поверхности
в диапазоне длин волн от 3 мкм до 14 мкм
4.2. Среднее значение ИК-излучения ВПМ
4.3. Дисперсия флуктуаций ИК-излучения
взволнованной поверхности моря
4.4. Отражённое от взволнованной
поверхности излучение Солнца
в видимом и в ИК-диапазонах
4.4.1. Отражённое от ВПМ ИК-излучение Солнца
4.4.1.1. Среднее значение яркости ИК-излучения
в районе
солнечной дорожки
4.4.1.2. Дисперсия флуктуаций яркости ИК-
излучения в районе
солнечной дорожки
4.4.1.3. Ширина солнечной дорожки
4.4.2. Последовательность расчётов при
моделировании характеристик
солнечной дорожки
4.4.2.1. Исходные данные
4.4.2.2. Моделируемые характеристики солнечной
дорожки
4.4.2.3. Расчётные выражения
4.4.3. Рассеянное вспененной морской
поверхностью излучение Солнца
в видимом и в ИК-диапазонах
4.4.3.1. Статистические характеристики
наблюдения вспененных
гребней волн в поле зрения оптико-электронного
прибора
4.4.3.2. Энергетические характеристики сигналов
от вспененных гребней волн
4.4.4. Отражённое от взволнованной морской
поверхности
ИК-излучение облаков
4.4.5. Отражённое от взволнованной
поверхности
ИК-излучение объектов конечных размеров
4.4.5.1. Методика расчёта отражённого от ВПМ
ИК-излучения объектов конечных размеров
с произвольным распределением яркости по
площади
4.4.5.2. Методика расчёта отражённого от ВПМ
ИК-излучения шара и прямоугольника с
равномерным распределением
яркости по площади
4.4.5.3. Методика расчёта и характеристики
отражённого от ВПМ
ИК-излучения цилиндра
4.5. Контраст ИК-излучения естественных
образований на поверхности моря
4.5.1. Контраст ИК-излучения ветровых
дорожек и аномалий
на взволнованной поверхности моря
4.5.2. Контраст ИК-излучения температурных
аномалий
на взволнованной поверхности моря
4.5.3. Блики на склонах отдельных волн
4.6. Перепад энергетической яркости при
переходе линии морского горизонта
4.7. Контрастное излучение малонагретых
искусственных объектов
и естественных образований на поверхности моря
4.7.1. Общие закономерности формирования
контрастного ИК-излучения объектов,
находящихся в тепловом равновесии с
окружающей средой на ВПМ
4.7.2. Контраст энергетической яркости
навигационных знаков,
камней и берегового уреза
4.7.3. Контраст энергетической яркости
вспененного гребня волны
4.7Л. Характерные значения фоновых помех на
ВПМ
в "окне прозрачности" 7,6-13,6 мкм
4.8. Плотность вероятности распределения
флуктуации
энергетической яркости ВПМ
4.8.1. Частные случаи
4.8.1.1. Ненаправленное волнение (&= 1)
4.8.1.2. Полный штиль (ст = 0)
4.8.1.3. Надирный угол равен 0°
4.8.1.4. Надирный угол равен 90°
4.8.1.5. Температура моря равна температуре
воды
4.8.2. Вид плотности распределения
флуктуации энергетической яркости ВПМ
при различных значениях метеопараметров для СО
5. Особенности наблюдения взволнованной
поверхности моря с помощью
оптико-электронных приборов
5.1. Дистанционно регистрируемые
характеристики оптического поля взволнованной
поверхности моря
5.1.1. Спектральные особенности
дистанционного наблюдения ВПМ
в ИК-диапазоне
5.2. Влияние геометрии наблюдения и
атмосферной трассы
на воспринимаемое аппаратурой ИК-излучение
5.2.1. Влияние геометрии наблюдения
5.2.2. Влияние ослабления излучения
атмосферной трассой
5.2.3. Методика расчёта коэффициента
пропускания атмосферы
5.2.4. Оценки погрешностей при расчётах
коэффициента пропускания атмосферы
5.2.5. Учёт пропускания атмосферной трассы
при пониженной видимости в туманах
5.2.6. Пропускание атмосферной трассы в
снегопад и в дождь
5.2.7. Собственное излучение атмосферы
5.2.8. Контраст ИК-излучения локальных
участков атмосферы
с повышенным содержанием природных и
антропогенных газов
5.2.9. Рефракция излучения в приводной трассе
5.2.10. Воспринимаемое аппаратурой контрастное
ИК-излучение объектов
на фоне морской поверхности
5.2.11. Особенности наблюдения низколетящих
целей
в пригоризонтной области моря
5.3. Инструментальные средства
дистанционной регистрации
статистических характеристик ИК-излучения ВПМ
6. Экспериментальные данные по
исследованию ИК-излучения
взволнованной поверхности моря и естественных
образований
6.1. Роль и место экспериментальных данных
в "Модели ИК-излучения
взволнованной поверхности моря"
6.2. Угловые распределения среднего
значения составляющей
ИК-излучения морского фона в пригоризонтной
области
6.2.1. Угловые профили среднего значения
яркости излучения моря и воздуха
в пригоризонтной области в спектральном
диапазоне 3,5-5,2 мкм
6.2.1.1 Севастополь
6.2.1.2. Локса
6.2.2. Угловые профили среднего значения
яркости излучения моря и воздуха
в пригоризонтной области в спектральном
диапазоне 7,5-5-14 мкм
6.2.3. Угловые профили яркости излучения моря
и воздуха
в пригоризонтной области в двух спектральных
диапазонах
6.2.4. Двумерные плотности распределения
яркости излучения моря и воздуха
в пригоризонтной области в двух спектральных
диапазонах
6.2.5. Сопоставление результатов расчёта и
экспериментальных данных
6.3. Измерения перепада энергетической
яркости при переходе морского горизонта
6.4. Измерения пространственно-временных
энергетических спектров яркости
ИК-излучения моря и неба вблизи линии морского
горизонта
6.5. Измерения средней составляющей и
дисперсии флуктуаций
энергетической яркости в районе солнечной
дорожки
6.6. Измерение радиационного контраста
ненагретых объектов
6.7. Измерение радиационного контраста
естественных образований на ВПМ
6.7.1. Вспененные гребни волн ("барашки")
6.7.2. Отражённое от ВПМ ИК-излучение
облаков
6.7.3. Аномалии волнения, связанные с
изменением волнообразующих
и других факторов
6.8. Экспериментальные результаты
исследования характеристик оптического поля
пригоризонтной области моря с помощью
тепловизионных
и телевизионных приборов
6.8.1. Экспериментальные результаты
исследования характеристик оптического поля
пригоризонтной области моря в видимой области
с помощью телевизионных приборов
6.8.1.1. Оптическое поле морской пригоризонтной
области в видимом
д иапазоне в присутствии солнечной и ветровой
дорожек
6.8.1.2. Солнечная и ветровая дорожки на
поверхности моря, блики
и вспененные гребни волн на ВПМ
6.8.1.3. Вспененные гребни на ВПМ, освещённые
Солнцем
6.8.1.4. Анализ влияния размеров и положения
стробов сопровождения
на характеристики естественных помех
6.8.1.5. Наблюдение малоразмерных объектов
в пригоризонтной области моря в видимом
диапазоне
6.8.2. Анализ результатов обработки
телевизионных изображений
пригоризонтной области моря при ясном небосводе
6.9. Экспериментальные результаты
исследования характеристик оптического поля
пригоризонтной области моря в ИК-диапазоне
с помощью тепловизионных приборов
6.9.1. Тепловизионное изображение корабля на
фоне ВПМ
6.9.2. Тепловизионное изображение буя на ВПМ
в LWIR-диапазоне
6.9.3. Тепловизионное изображение солнечной
дорожки на ВПМ
7. Использование фоноцелевых моделей при
разработке ИК-приборов
7.1. Оценка эффективности
теплопеленгационных приборов
в различной фоноцелевой обстановке
7.2. Пример оценки ухудшения пороговой
чувствительности ТП
за счёт влияния фоновых помех
8. Особенности ИК-излучения
поверхностных загрязнений на воде
8.1. Формирование оптического поля ВПМ при
наличии нефтяных загрязнений
8.2. Моделирование контрастов ИК-излучения
при наблюдении нефтяного
пятна на морской поверхности
8.2.1. Расчёт контрастов ИК-излучения при
наблюдении нефтяного
пятна на морской поверхности для диапазона длин
волн АХ = 3,4-5,0 мкм
8.2.1.1. Расчёт значений плотности
энергетической светимости АЧТ
с температурами и воздуха
8.2.1.2. Расчёт излучательной способности
гладкой воды и нефти
8.2.1.3. Расчёт значения контраста в плоскости
объекта плотности энергетической светимости
поверхности пятна нефти
на фоне гладкой чистой воды с учётом их
собственного излучения и отражённого от них
излучения небосвода
8.2.1.4. Расчёт значения коэффициента
пропускания атмосферной трассы
от объекта наблюдения до измерительного ИК-
прибора
8.2.1.5. Инженерный расчёт интегрального
коэффициента пропускания
ИК-излучения атмосферных трасс в АХ = 3,4-5,0
мкм
8.2.1.6. Расчёт значения ослабленного
атмосферой (редуцированного) излучения участков
поверхности чистой гладкой воды
и покрытого нефтью в плоскости измерительного
тепловизора
8.2.1.7. Оценка контрастов радиационной
температуры нефти
на гладкой воде
8.2.1.8. Расчёт контраста нефтяного пятна на
взволнованной поверхности
моря в диапазоне 3,4-5 мкм
8.2.1.9. Анализ результатов расчётов контраста
нефтяного пятна
на поверхности воды в диапазоне 3,4-5 мкм
8.2.2. Расчёт контрастов ИК-излучения при
наблюдении нефтяного пятна
на морской поверхности для диапазона длин волн
10,6 мкм
8.2.2.1. Расчёт спектральной плотности
энергетической светимости АЧТ
с температурой воды и воздуха на длине волны
10,6 мкм
8.2.2.2. Расчёт коэффициентов отражения и
излучения
гладкой воды и нефти
8.2.2.3. Расчёт спектральной плотности
энергетической светимости гладкой воды и
нефтяной плёнки с учётом собственной
и отражённой составляющих теплового излучения
в плоскости объекта
8.2.2.4 Расчёт значения спектрального
коэффициента пропускания
атмосферной трассы от объекта наблюдения до
измерительного ИК-прибора
8.2.2.5. Расчёт контрастного излучения нефтяной
плёнки на фоне
гладкой воды в плоскости входного зрачка
прибора наблюдения
8.2.2.6. Анализ результатов расчётов
8.2.2.7. Контраст плотности спектральной
энергетической светимости участков нефти на
фоне взволнованной поверхности моря
для длины волны 10,6 мкм
8.2.2.8. Анализ результатов моделирования
контрастного излучения нефти
на поверхности воды на длине волны 10,6 мкм
8.3. Анализ результатов моделирования
контрастного ИК-излучения нефти
на поверхности воды
9. Повторяемость и обеспеченность
гидрологических и метеорологических факторов..
9.1. Гидрологические и метеорологические
факторы, влияющие
на формирование оптических полей объектов
9.1.1. Температуры воды и воздуха
9.1.2. Облачность и состояние небосвода
9.2. Метеопараметры, влияющие на
ослабление излучения при прохождении
атмосферной трассы
9.3. Повторяемость и обеспеченность
волнообразующих факторов
Литература
Сведения об авторах