空间小目标光学建模：仿真与实验验证

本文主要探讨了空间小目标的光学建模与模拟观测，特别是在天基空间目标探测器的研究背景下，对于近地空间的光环境进行了深入研究。作者针对四种不同的形状——平面、球面、柱面和锥面的小目标，建立了相应的光学模型，旨在找出它们在特定距离上受到光源照射时的光照度与其方位角和相位角之间的普遍关系。这种关系式对于理解空间目标的光学特性及其对探测器的影响至关重要。 通过仿真分析，研究者发现平面目标在相同条件下反射或吸收光的能力最强，因此在一定距离上表现出最亮的情况。球面和柱面目标次之，而锥面目标由于其特殊的形状，对光线的散射和吸收效果较差，导致其在光照度上相对较低。这些理论预测被进一步通过搭建的暗室模拟实验系统所验证，利用增强型电荷耦合器件（ICCD）摄像机进行静态和动态目标成像实验。 静态实验结果显示，模型预测与实际成像数据一致，证明了目标光学模型的准确性以及使用微光探测器件进行空间目标成像观测的可行性。动态目标成像实验则强调了在处理运动目标时，减少图像噪声对于定位精度的重要性，这为成像器件的选择提供了科学依据。 这项研究不仅深化了我们对空间小目标光学行为的理解，而且为优化空间探测器的设计，提高成像质量，尤其是在微弱光照条件下的目标检测和跟踪提供了实用的指导。通过理论建模与实验验证相结合的方式，本文的工作对提升空间光学测量技术的精度和效率具有重要意义。