Estimativa do ângulo ótimo de detecção de polarização para supressão de reflexos da superfície marítima

LIU Peng ,  

NI Xinyu ,  

DUAN Jin ,  

WANG Jialin ,  

DONG Kehan ,  

摘要

Na detecção de alvos marinhos, existe uma grande diferença na intensidade do sinal de polarização recebido sob diferentes condições geométricas de observação. Para melhorar a qualidade da imagem e a capacidade de reconhecimento do alvo, foi proposta uma metodologia de estimativa do ângulo ótimo de detecção de polarização baseada no modelo de superfície marítima rugosa Cox-Munk. Foram analisados os efeitos de diferentes velocidades do vento, direções do vento, ângulo zenital de incidência solar, ângulo zenital de observação e azimute sobre a refletância polarizada e o grau de polarização. Obteve-se a relação quantitativa entre diferentes combinações dos ângulos de observação "sol—superfície marítima—detector" e a intensidade do sinal de polarização recebido. Com o objetivo de maximizar o sinal e o grau de polarização, para diferentes condições geométricas restritas, foram obtidos esquemas correspondentes de combinações ótimas de ângulos de observação polarizados. A distribuição eficaz da refletância polarizada da superfície marítima concentra-se principalmente no intervalo de azimute de 150° a 210°, atingindo um pico relativo no azimute relativo de 180°. Dentro dessa faixa de azimute, o pico no grau de polarização da superfície marítima ocorre quando a soma do ângulo zenital de incidência solar e do ângulo zenital de observação é aproximadamente <inline-formula><alternatives><math xmlns:mml="http://www.w3.org/1998/Math/MathML" id="M1"><mn mathvariant="normal">106</mn><mo>°</mo><mo>±</mo><mn mathvariant="normal">6</mn><mo>°</mo></math><graphic specific-use="big" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/B525ACB9-DAEF-42ff-B80B-EE2B3722D9EE-M001.jpg"?></graphic><graphic specific-use="small" xmlns:xlink="http://www.w3.org/1999/xlink" xlink:href="alternativeImage/B525ACB9-DAEF-42ff-B80B-EE2B3722D9EE-M001c.jpg"?></graphic></alternatives></inline-formula>. Quando o ângulo zenital de incidência solar é 55°, e o azimute relativo é 180°, 165° e 150°, o ângulo zenital de observação está próximo dos ângulos ótimos previstos pela simulação (aproximadamente 51°, 53°, 57° respectivamente). Ao colocar um polarizador com direção de polarização de 90° na frente do detector, pode-se alcançar o melhor efeito de supressão de reflexo, melhorando significativamente a qualidade da imagem do alvo.

关键词

reflexão da superfície marítima; ângulo ótimo de detecção de polarização; modelo Cox-Munk; características de reflexão polarizada

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