【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及毫米波成像，具體的，涉及一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法。
技術介紹
1、被動毫米波成像硬件平臺逐漸發展成熟，目前在人體安檢、隱蔽目標檢測等場景廣泛應用。毫米波具有較好的穿透性，可以穿透衣物，在有云和微雨天氣情況下也能正常工作。毫米波輻射計被動接受目標的輻射信號，因此對人體安全，在目標探測領域具有良好的隱蔽性，當前在船舶檢測受到廣泛關注。已經開展了一些基于機載綜合孔徑輻射計或岸載實孔徑輻射計的船舶及其尾跡成像實測實驗。但由于真實場景難以搭建，只獲得少量船舶及其尾跡毫米波輻射圖像，因此船舶及其尾跡毫米波輻射機理和特性缺乏充分研究。對場景進行仿真建模是解決船舶及其尾跡被動毫米波輻射成像的重要手段之一，已經開展了一些船舶及其尾跡的仿真工作，主要分為兩步：船舶及其尾跡幾何建模；毫米波輻射計算。
2、通常認為船舶是涂覆油漆的金屬模型，因此靜止船舶被動毫米波仿真成像模型的核心是，利用輻射測量學中相干方法或非相干方法進行發射率及亮溫計算。當船舶航行時，船體與水面相互作用，伴隨產生開爾文尾跡和湍流尾跡。作為運動船舶的衍生因素，其結構和組分非常復雜，空間散布尺度非常大。空間分布特征是尾跡的重要特征，開爾文尾跡引起水面粗糙度效應，湍流尾跡引起水面泡沫效應。基于計算流體動力學(cfd)方法的開爾文尾跡波高仿真更接近真實，但對中大型船舶開爾文尾跡的波高模擬時長會急劇增加。另外，基于射線追蹤算法，對中大型船舶開爾文尾跡的亮溫仿真計算時長也遠遠大于小型船舶開爾文尾跡的亮溫仿真計算時長。因此大尺度場景毫米波成像快速預測面臨巨
技術實現思路
1、本專利技術是為了解決上述技術問題而做出的，其目的是提供一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，能夠顯著縮短大尺度場景毫米波成像時波形數據的計算時間。
2、根據本專利技術的一個實施方式，提供一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，包括如下步驟：
3、s1、根據預設的縮比系數，建立大尺度場景與小尺度場景之間的等效關系，所述大尺度場景和小尺度場景均包含有場景參數和波形數據；
4、s2、基于所述等效關系和待成像的大尺度場景的場景參數，計算相應的小尺度場景的場景參數；
5、s3、利用計算流體動力學對所述小尺度場景的波形數據進行計算，再基于所述等效關系，計算大尺度場景的波形數據。
6、作為一種實施方式，所述大尺度場景為大尺度船舶及其開爾文尾跡；所述小尺度場景為小尺度船舶及其開爾文尾跡；在步驟s3中，利用計算流體動力學計算所述小尺度船舶的開爾文尾跡波高，再基于所述等效關系，計算大尺度船舶的開爾文尾跡波高；所述等效關系為：
7、
8、其中，l、b和d分別表示船舶的長、寬和吃水深度，u表示船速，h表示開爾文尾跡波高，bs表示大尺度船舶的縮寫，ss表示小尺度船舶的縮寫，m是縮比系數且取值大于1。
9、作為一種實施方式，利用計算流體動力學計算所述小尺度船舶的開爾文尾跡波高包括：
10、在star-ccm+軟件中導入小尺度船舶的幾何模型，建立計算域，設置邊界條件，生成體網格；
11、對模擬場景選擇對應的物理模型，設置相應的參數取值；
12、利用隱式求解器，設置結束條件，計算得到小尺度船舶開爾文尾跡波高。
13、作為一種實施方式，還包括如下步驟：
14、s4、基于大尺度場景的波形數據和小尺度場景的波形數據間的亮溫相似關系和待計算的大尺度場景的觀測距離，獲得小尺度場景的觀測距離；
15、s5、基于射線追蹤算法計算小尺度場景波形數據的目標亮溫；
16、s6、基于所述亮溫相似關系和小尺度場景波形數據的目標亮溫，結合大尺度場景波形數據對應的大氣輻射和大氣衰減，計算大尺度場景波形數據的天線溫度。
17、作為一種實施方式，所述大尺度場景為大尺度船舶及其開爾文尾跡；所述小尺度場景為小尺度船舶及其開爾文尾跡；所述亮溫相似關系為：
18、
19、其中，h表示開爾文尾跡波高，bs表示大尺度船舶的縮寫，ss表示小尺度船舶的縮寫，m是縮比系數且取值大于1，d為觀測距離，tbobj表示目標亮溫。
20、作為一種實施方式，步驟s5包括：
21、s51、根據射線追蹤算法和小尺度船舶開爾文尾跡的波高數據計算小尺度船舶開爾文尾跡的視在溫度tbap,ss；
22、s52、結合小尺度船舶開爾文尾跡的大氣輻射tup,ss和大氣衰減la,ss，計算所述觀測距離dss下小尺度船舶開爾文尾跡的目標亮溫tbobj,ss，tbobj,ss＝(tbap,ss-tup,ss)·la,ss；
23、步驟s6包括：
24、s61、基于所述亮溫相似關系和小尺度船舶開爾文尾跡目標亮溫，獲取所述觀測距離dbs下的大尺度船舶開爾文尾跡的目標亮溫tbobj,bs；
25、s62、結合大尺度船舶開爾文尾跡的大氣輻射tup,bs和大氣衰減la,bs計算大尺度船舶開爾文尾跡的視在溫度tbap,bs，
26、s63、計算大尺度船舶開爾文尾跡天線溫度tbant,bs(θ,φ)，其中fn(θ,φ)表示天線方向圖。
27、根據本專利技術的一個實施方式，提供一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算裝置，包括：
28、等效關系建立模塊，根據預設的縮比系數，建立大尺度場景與小尺度場景之間的等效關系，所述大尺度場景和小尺度場景均包含有場景參數和波形數據；
29、場景參數計算模塊，基于所述等效關系和待成像的大尺度場景的場景參數，計算相應的小尺度場景的場景參數；
30、波形數據計算模塊，利用計算流體動力學對所述小尺度場景的波形數據進行計算，再基于所述等效關系，計算大尺度場景的波形數據。
31、作為一種實施方式，還包括：
32、觀測距離獲取模塊，基于大尺度場景的波形數據和小尺度場景的波形數據間的亮溫相似關系和待計算的大尺度場景的觀測距離，獲得小尺度場景的觀測距離；
33、目標亮溫計算模塊，基于射線追蹤算法計算小尺度場景波形數據的目標亮溫；
34、天線溫度計算模塊，基于所述亮溫相似關系和小尺度場景波形數據的目標亮溫，結合大尺度場景波形數據對應的大氣輻射和大氣衰減，計算大尺度場景波形數據的天線溫度。
35、根據本專利技術的一個實施方式，提供一種電子設備，包括：至少一個處理器；以及，與所述至少一個處理器通信連接的存儲器；其中，所述存儲器存儲有可被所述至少一個處理器執行的指令，所述指令被所述至少一個處理器執行，以使所述至少一個處理器能夠執行如上所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法。
36、根據本專利技術的一個實施方式，提供一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，所述計算機程序被處理器執行時實現如上所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法。
37、根據上面的描述和實踐可知，本發本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，
3.如權利要求2所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，利用計算流體動力學計算所述小尺度船舶的開爾文尾跡波高包括：
4.如權利要求1所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，還包括如下步驟：
5.如權利要求4所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，
6.如權利要求5所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，
7.一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算裝置，其特征在于，包括：
8.如權利要求7所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算裝置，其特征在于，還包括：
9.一種電子設備，其特征在于，包括：
10.一種計算機可讀存儲介質，存儲有計算機程序，其特征在于，
【技術特征摘要】
1.一種大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，包括如下步驟：
2.如權利要求1所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，
3.如權利要求2所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，利用計算流體動力學計算所述小尺度船舶的開爾文尾跡波高包括：
4.如權利要求1所述的大尺度場景毫米波成像預測快速計算方法，其特征在于，還包括如下步驟：
5.如權利要求4所...
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