背景与需求
发现并跟踪航天飞行目标的主要依据之一是其红外信号特征。红外隐身特性测试系统为客户提供航天飞行器在实际飞行状态下的红外信号特征测试能力。
系统需要测量航天飞行器相对于背景的辐射强度，并绘制其色温图。为了准确测试其红外信号特征，首先应同步测量相关环境参数，还应考虑测量时飞行器引擎推力、飞行轨迹、飞行姿态和其他所有信号特征相关变量，最后还要补偿测量路径的大气衰减以得到校准后的信号特征。
难点与挑战
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红外测试系统必须针对客户要求定制，如红外光频率、测试带宽和FOV（视角）等，以满足其实际需求。
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测试红外信号特征必须同时采集相应环境参数、目标运动参数等以保证测量的可重复性，并验证最大允许误差。
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测试系统必须包含校准设备以补偿测量路径大气衰减。
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软件分析功能应能对红外测试图像进行辐射强度和温度分析，包括进行大气传输效应补偿后的辐射强度分析。
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与仿真设计软件集成：飞行器红外信号特征仿真软件和测试系统的有效集成有助于对系统设计进行对比验证。
我们的方案
方案的构成
航天飞行目标红外信号特性测试系统由移动子系统和目标子系统两部分组成：
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移动子系统
移动子系统可安装在地面或直升机上，配置如下：
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控制与分析单元；
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两个红外摄像仪，包括MW和VLW两个波段；
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红外信号特征分析软件；
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GPS；
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电机牵引转台和自动视频跟踪系统；
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分光辐射谱仪（可选）；
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直升机安装套件（仅能手动跟踪）。
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目标子系统
目标飞行信息由遥测方式获取（用户提供），测试系统仅需要地面站获取的试验场环境数据，主要设备包括：
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控制与数据采集单元；
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环境测量系统，包括气象仪、大气辐射表、日照辐射表、能见度测试仪等；
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黑体目标，用于摄像仪校准和传输损耗评估。
方案的特点和优势
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红外测试系统设备齐全。测试系统具体方案可按要求定制。其核心设备是两台红外摄像机（MW和VLW），工作频段应覆盖用户关心的波段。辅助设备包括可见光CCD 摄像机、自动气象站和能见度测试仪、GPS等。其中GPS设备负责提供精确时间参考并记录被测目标位置，该设备可由客户提供。测试系统采用黑体校准摄像机，但只能用于特殊情况，如移动平台在地面，目标在低空。黑体温度范围取决于客户的温度要求。分光辐射谱仪用于对地面平台（不是飞行器）进行诊断性谱分析。在地面可安装电机牵引转台，用于目标跟踪，为此需要使用一款自动视频跟踪系统。另有直升机安装套件可将移动子系统安装在直升机上，但仅能手动跟踪目标。
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测试数据完整。除了红外测试数据，测试系统还同步采集目标环境参数、运动参数等。其中环境测量系统包括气象仪（测量风速、湿度、压力、雨速等）、大气辐射计（测量天空辐射）、日光辐射计（测量太阳辐射）、能见度测试仪。飞行器运动参数通常采用遥测方式获取，由用户自行提供。
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测试系统红外信号特征分析软件功能全面。测试软件由一个专用模块控制红外摄像仪并显示红外图像，另有专用后处理软件来完成全部分析功能。软件能对红外测试图像进行辐射强度和温度分析，包括对红外图像进行大气传输效应补偿后的辐射强度分析。 除了采用黑体校准数据进行补偿外，测试系统还可采用MODTRAN软件计算大气传输衰减，并对测试数据进行补偿。软件使用交互式用户界面，简单易用。
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测试系统可与仿真设计软件集成。飞行器信号特征仿真设计软件VIRAF中的IR模块可与测试系统直接集成，有助于对系统设计进行对比验证。
典型案例