2. Учет оптических свойств атмосферы, объектов и фона в видимом диапазоне длин волн

 

Состояние  атмосферы  характеризуют дальностью метеорологической видимости S_м [км]. Это наименьшее расстояние в горизонтальной плоскости на котором не различается абсолютно чёрное тело больших размеров ( угловой размер > 0,5° )  на фоне неба.

Эта дальность  определяется  порогом контрастной чувствительности зрения К_з и коэффициентом рассеивания b_l :

                  К_з = , где К_з = - контрастная чувствительность зрения, В – яркость фона, DВ – приращение яркости предмета.

Полагая Кз @ 0.02,  S_М  = .

Пример слабый туман: S_М  @ 1км. Оценка видимости 3 балла. Хорошая видимость: S_М = 50км , оценка – 8 баллов.

        За счёт поглощения и рассеивания атмосферой направленного светового потока возникает свечение воздушного слоя между средством разведки и объектом, т.е. появляется световоздушная дымка.

При этом вследствие независимости поглощения и рассеивания коэффициент пропускания атмосферы будет:

                   t_al =е ^(),

Атмосфера неоднородна. Однако при высотной разведке считают столб атмосферы однородным с оптическими параметрами на уровне земли.

В качестве высоты столба принимают некоторую приведенную высоту h :

h = 8( 1 - ), H_P £ 30км высота разведки.

Тогда, учитывая, что a_l << b_l

h – оптическая толщина атмосферы;

а Т_оl = 8b_l  - монохроматическая оптическая толщина всей атмосферы.  Зависимость  t_al = f(H_p)  имеет вид (рис.3.6):

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис.3.6 Зависимость монохроматической оптической толщи атмосферы от высоты

Для больших высот оптическую толщину атмосферы называют коэффициентом прозрачности.

Световоздушная дымка образуется, главным образом в нижних слоях атмосферы. Её основными характеристиками являются яркость В_Д  и коэффициент яркости r_Д. В_Д зависит от высоты стояния солнца, угла визирования, дальности видимости, l, Т_al, Н_р и др. Например В_Д  = f(l) (рис.3.7)

 

                        

Рис.3.7 Зависимость яркости световоздушной дымки от длины волны

 

Она заметна в коротковолновой части ВДДВ. Наличие дымки  снижает контраст разведываемых объектов. Её действие может быть ослаблено применением светофильтров. Практически используется коэффициент яркости дымки

         -  для определения условий ведения ОР.

Здесь В_о – яркость абсолютно белой матовой  поверхности.

       Таким образом, при  ведении ОР существенное влияние на формирование видового изображения оказывают оптические свойства объектов, фона и атмосферы в ВДДВ. Общая качественная картина этого влияния показана на рис.3.8.

                      

 

                 Рис.3.8 Картина влияния внешних условий

1.      Показатели оптической разведки

     Оценка возможностей разведки конкретного объекта включает два этапа: определение возможности добывания разведданных об объекте с помощью TCP в заданных условиях и определение качества этих данных.

Для оценки используются следующие показатели:

-    вероятность обнаружения объекта;

-    вероятность распознавания объекта;

-    дальность действия технических средств разведки; 

-   точность определения местоположения объекта и ошибки измерения его параметров;

Вероятность обнаружения является количественным показателем возможности получения разведданных рассматриваемым средством разведки в заданных условиях. (Иначе это вероятность решения о наличии или отсутствии объекта в данной области пространства в результате приема и обработки сигналов) Этот показатель учитывает энергетические возможности приема информации об объекте средством разведки и возможность выделения этой информации на фоне собственных и искусственных помех.

Вероятность распознавания является количественным показателем достаточности добываемых разведданных для классификации объектов по типам или их описания. Применительно к ОР вероятность распознавания характеризует возможность описания внешнего вида объекта по его изображению на снимке, полученном в заданных условиях. При вычислении этого показателя учитывается зависимость качества изображения от разрешающей способности средств разведки на местности, геометрических размеров объекта, его формы и контраста на местности, а также статистические закономерности восприятия операторами (дешифровщиками) изображений различного качества.

Под дальностью действия понимается максимальное расстояние между средством разведки и объектом, при котором обнаружение и измерение координат объекта осуществляется с заданными вероятностями правильного обнаружения и ложной тревоги (W_пo и W_лт) или измерение его параметров с заданной среднеквадратической погрешностью.

Определение местоположения и величин ошибок измерения параметров объекта является количественным показателем точности и достоверности разведданных, получаемых в виде числовых характеристик объекта.

Этот показатель характеризует степень соответствия между измеренными и действительными значениями параметров объекта и для всех параметров определяется как средний квадрат разности между этими значениями.

 

 

Впервые средства ИКР появились во время второй мировой войны. По сравнению с видимым светом использование ИК лучей для разведки имеет определенные  преимущества, т.к. эти лучи не воспринимаются зрением. Они излучаются всеми нагретыми телами, что позволяет противнику с помощью средств ИКР обнаруживать боевую технику и военные объекты по их собственному тепловому излучению. Сравнительно простое устройство ИК приборов позволяет использовать их в качестве средств разведки с самолётов, кораблей и космических аппаратов.

Под инфракрасной разведкой (ИКР) понимается получение информации путем приема и анализа электромагнитных сигналов ИК-диапазона волн, излученных или отраженных объектами и предметами окружающей местности.

ИК-разведка делится на видовую и параметрическую. Видовая ИК-разведка обеспечивает получение информации в виде изображений различных объектов и местности, а параметрическая обеспечивает добывание информации, содержащейся в пространственных и излучательных характеристиках различных объектов и местности.

Анализируя отраженное объектами ИК-излучение Солнца, Луны, звездного неба, можно сделать вывод, что диапазон этого излучения приходится на участок спектра до 3 мкм. Часто эту длину волны считают граничной, разделяющей отраженную и собственную составляющие ИК-излучения объектов. Поэтому можно считать, что в ближней части ИК-спектра (до 3 мкм) определяющей при ведении разведки является отраженная составляющая, и распределение лучистости по объектам зависит от распределения коэффициентов отражения и облученности. Для ИК части спектра больше 3 мкм определяющим является собственное излучение объектов, а распределение лучистости зависит от распределения коэффициентов излучения и температуры.

В соответствии с этим современные средства разведки работают на принципе приема отраженного объектами излучения специальных излучателей, Луны, звездного неба (приборы ночного видения) или - приема собственного излучения объектов (тепловизоры, теплопеленгаторы, радиометры).