1、本科學生畢業論文（設計）題目(中 文):理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS(英 文):the bistatic LRCS of ideal Lambertian sphere-cone combination姓 名 學 號 院 （系）電子工程系專業、年級電子信息工程 級指導教師 湖南科技學院本科畢業論文（設計）誠信聲明本人鄭重聲明：所呈交的本科畢業論文（設計），是本人在指導老師的指導下，獨立進行研究工作所取得的成果，成果不存在知識產權爭議，除文中已經注明引用的內容外，本論文不含任何其他個人或集體已經發表或撰寫過的作品成果。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲

2、明的法律結果由本人承擔。 本科畢業論文（設計）作者簽名： 月 日 畢業論文（設計）任務書課題名稱：理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS學生姓名： 系 別：電子工程系專 業：電子信息工程指導教師： 1、主題詞、關鍵詞： 單文檔，OpenGL，TeeChart控件，LRCS，鈍頭錐，激光散射，C語言，雙站，朗伯體2、畢業論文（設計）內容要求：（1） 介紹VC+6.0的主要功能；（2） 介紹VC+6.0中的二進制文件的讀寫和TeeChart控件的使用；（3） 編寫鈍頭錐體類；（4） 完成朗伯鈍頭錐雙站LRCS的算法的設計；（5） 利用C+實現朗伯鈍頭錐雙站LRCS的算法；（6） 把鈍頭錐體LRCS的仿真結果存

3、儲到文件中；（7） 測試結果；（8） 整理畢業論文稿；3、文獻查閱指引：1D. E. Kerr, Propagation of short Waves, p.pp. 6.10, New York: McGraw Hill, 1951.2K. Tomiyasu, “Relationship Between and Measurement of Differential Scattering Coefficient (0) and Bidirectional Reflectance Distribution Function (BRDF),” IEEE Transactions on Geosci

4、ence and Remote Sensing, vol. 26, no. 5, pp. 660-665, 1988.3P. Wyman, “Definition of laser radar cross section,” Applied Optics, vol. 7, no. 1, pp. 207-207, 1968.4F. E. Nicodemus, “Directional reflectance and emissivity of an opaque surface,” Applied Optics, vol. 4, pp. 767-773, 1965.5F. E. Nicodemu

5、s, “Reflectance nomenclature and directional reflectance and emissivity,” Applied Optics, vol. 9, pp. 1474-1475, 1970.6吳振森, 韓香娥, 張向東 et al., “不同表面激光雙向分布函數的實驗測量,” 光學學報, vol. 16, no. 3, pp. 262268, 1996.7G. T. Ruck, Radar Cross-Section Handbook, New York: Plenum, 1970.8A. L. Maffett, Topic for a Stati

6、stical Description of Radar Cross-Section, New York: John Wiley &Sons, 1989.9吳振森, “任意形狀物體的激光后向散射,” 電子科學學刊, vol. 15, no. 4, pp. 359-365, 1993.10Z. Wu, and S. Cui, “Bistatic scattering by arbitrarily shaped objects with rough surface at optical and infrared frequencies,” International Journal of Infra

7、red and Millimeter Waves, vol. 13, no. 4, pp. 537-549, 1992.4、畢業論文（設計）進度安排：（1） 第7學期的第1周，熟悉OPENGL畫圖的使用，完成了視類窗口的拆分，查文獻熟悉OpenGL的使用；（2） 第2周完成鈍頭錐RLCS計算的程序的算法；（3） 第34周初步完成鈍頭錐的LRCS計算程序設計；（4） 第5周 完成了用TeeChart控件顯示鈍頭錐LRCS的曲線，完成程序的設計；（5） 第8周，進行程序結果的測試，修改程序進一步完善程序，利用origin8開始到處曲線圖，開始初步寫論文；（6） 第9周，進一步補充畢業論文內容；（7

8、） 第10-11周 完善畢業論文內容和論文裝訂，準備答辯。教研室意見： 負責人簽名： 注：本任務書一式三份，由指導教師填寫，經教研室審批后一份下達給學生，一份交指導教師，一份留系里存檔。湖南科技學院本科畢業論文（設計）開題報告書論文（設計）題目理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS作 者 姓 名鄭啟華所屬系、專業、年級 電子工程系 電子信息工程 專業 2009 年級指導教師姓名、職稱宮彥軍 教授預計字數1 萬開題日期2013-5-8選題的根據：1）說明本選題的理論、實際意義 2）綜述國內外有關本選題的研究動態和自己的見解1）本選題的理論、實際意義隨著科技的發展 ,特別是軍用航天技術的發展 ,對空間目標的光

9、散射特性與輻射特性 ,尤其是對目標的探測、 跟蹤與識別、 突防等空間技術的研究顯得十分重要。LRCS技術尤其是激光LRCS技術就是信息化時代目標探測、 跟蹤與識別的重要研究內容之一。目標激光散射特性研究主要涉及目標激光雷達散射截面LRCS及雙向反射分別函數BRDF.激光雷達散射截面（LRCS）的研究對國防、航空、航天、氣象的部門有重要的應用價值。目前對雷達截面的研究途徑主要有外場測量、實驗室縮比模型測量和理論預估。通過實驗室測量，一方面可以對理論預估進行驗證；另一方面可以獲取在外場測量中難于獲得的實驗數據，以便更完善地建立目標的LRCS數據庫。一旦實驗與理論相結合，我們便可通過計算機對真實情況

10、進行模擬。這不但可以節約外場實驗、樣機研制等的開支，而且對全尺寸目標的外場測量、樣機研制的方法、過程及評估具有重要的指導意義。2）國內外有關本選題的研究動態和自己的見解目標激光散射特性研究LRCS的測量和理論仿真還處于進一步研究階段，已有一些國家的研究處于世界領先地位。我國的LRCS的研究發展較晚，技術還不成熟，但在這一方面的進展較快。本文依據激光雷達方程理論，重新獲得激光LRCS計算的表達式。通過分析目標各自特征和數值模擬。表明不同尺寸目標的激光LRCS形狀的差異可以反映各自目標的特征，即目標的高度和目標側面形狀。本文建立的理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS計算，利用C+編程來實現仿真，數值分析了目

11、標形狀、尺寸對目標激光LRCS的影響主要內容： 緒論1 VC+6.0 簡介和TeeChart控件介紹2 編寫矢量類、射線類、鈍頭錐體類 2.1矢量類 2.2射線類 2.3鈍頭錐體類3 鈍頭錐體LRCS算法3.1鈍頭錐坐標系 3.2利用C+實現朗伯鈍頭錐激光散射LRCS算法4 測試結果與討論結論研究方法：1、 完成本地坐標系的相交算法。2、 利用矢量分析理論實現坐標變換。3、 編寫矢量類、射線類，優化算法，提高研究效率。4、 查閱國內外最新資料，開拓視野，對已有的成果加以分析利用。虛心向導師和同學學習，不斷積累知識，再運用所學知識，完成論文。完成期限和采取的主要措施： 1、完成期限：2013.1

12、.5-20135.8(1) 第7學期的第1周，熟悉OPENGL畫圖的使用，完成了視類窗口的拆分，查文獻熟悉OpenGL的使用；(2) 第2周完成鈍頭錐RLCS計算的程序的算法；(3) 第34周初步完成鈍頭錐的LRCS計算程序設計；(4) 第5周 完成了用TeeChart控件顯示鈍頭錐LRCS的曲線，完成程序的設計；(5)第8周，進行程序結果的測試，修改程序進一步完善程序，利用origin8開始到處曲線圖，開始初步寫論文；(6)第9周，進一步補充畢業論文內容；(7) 第10-11周 完善畢業論文內容和論文裝訂，準備答辯。 2、采取的主要措施： (1)密切聯系本組設計成員及畢業設計指導導師，尋求有

13、關畢業設計信息，確定設計課題方向與設計內容；(2)充分利用圖書館和網絡查閱相關資料，廣泛獲取必要的知識，了解最新研究動態。(3)虛心向老師請教和同學進行學習交流，保障畢業設計的順利完成。主要參考資料：1D. E. Kerr, Propagation of short Waves, p.pp. 6.10, New York: McGraw Hill, 1951.2K. Tomiyasu, “Relationship Between and Measurement of Differential Scattering Coefficient (0) and Bidirectional Reflec

14、tance Distribution Function (BRDF),” IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, vol. 26, no. 5, pp. 660-665, 1988.3P. Wyman, “Definition of laser radar cross section,” Applied Optics, vol. 7, no. 1, pp. 207-207, 1968.4F. E. Nicodemus, “Directional reflectance and emissivity of an opaque sur

15、face,” Applied Optics, vol. 4, pp. 767-773, 1965.5F. E. Nicodemus, “Reflectance nomenclature and directional reflectance and emissivity,” Applied Optics, vol. 9, pp. 1474-1475, 1970.6吳振森, 韓香娥, 張向東 et al., “不同表面激光雙向分布函數的實驗測量,” 光學學報, vol. 16, no. 3, pp. 262268, 1996.7G. T. Ruck, Radar Cross-Section Ha

16、ndbook, New York: Plenum, 1970.8A. L. Maffett, Topic for a Statistical Description of Radar Cross-Section, New York: John Wiley &Sons, 1989.指導教師意見： 指導教師簽名： 教研室意見：簽 名： 年 月 日開 題 報 告 會 紀 要時間2012年12月25日地點三教517與會人員姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）宮彥軍教授包本剛副教授賈竹君副教授李翔講師何紅松講師陳愛武講師游珍珍助教（碩士）會議記錄摘要：1 什么是鈍頭錐？鈍頭錐是圓錐剔除

17、前面（圓臺），并在去除的圓為底的球合并的圖形2 給出h=1.0m，入射天頂角，入射方位角，散射天頂角，r從0.2m變化到0m的LRCS，為什么當散射方位角，的面積是最大？ 我們的初始條件是入射天頂角，在時散射光線剛好和入射光線在同一面，此時處于雙站狀態，面積最大。3 給出h=1.0m，半徑為0.2，入射天頂角，入射方位角，散射天頂角給定不同的值，散射方位角漸變時鈍頭錐LRCS，為什么在左右時的面積是最大的？ 同一條曲線上，在左右時的面積是最大的，這是因為，我們的初始條件是入射天頂角，在時散射光線剛好和入射光線在同一面會議主持人：記 錄 人：年 月 日指導小組意見負責人簽名： 年 月 日系部 意

18、 見負責人簽名：年月日注：此表由學生本人填寫，一式三份，一份留系里存檔，指導老師和本人各保存一湖南科技學院畢業論文（設計）中期檢查表畢業論文（設計）題 目理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS學生姓名鄭啟華學 號1系 別電子工程系專 業電子信息工程指導教師宮彥軍檢查日期2013.5.8指導教師檢查情況記載及修改意見：已經完成的工作：1、學習模板的使用；2、基本完成了朗伯鈍頭錐激光LRCS計算的公式的推導，LRCS計算的算法；3、初步完成程序框架；4、論文大部分內容已經完成。 下一步的工作：1、進一步完善朗伯朗伯鈍頭錐激光LRCS計算法設計；2、完成鈍頭錐LRCS算法的子程序3、進行調試，測試結果；4、同時

19、繼續論文的寫作工作，找出錯誤，完善論文；簽名： 注：此表用于指導教師在學生畢業論文（設計）初稿完成后對學生執行任務書情況進行中期檢查時用，由指導教師填寫。湖南科技學院畢業設計（論文）指導過程記錄表畢業論文(設計)題目理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS學生姓名鄭啟華學號1專業班級電信0902指導教師宮彥軍職稱教授系（教研室）電子工程系（電子科學與技術教研室）指導過程記錄指導內容記錄(一)LRCS的原理，安排查閱鈍頭錐LRCS相關資料。學 生 簽 名： 2013 年 1 月5 日 指導教師簽名： 2013 年 1 月5 日指導內容記錄(二)建立目標坐標系有關圖框，OpenGL的基礎知識。學 生 簽 名：

20、2013 年 3月 3日 指導教師簽名： 2013 年 3 月 3 日指導內容記錄（三)激光LRCS算法的思路，論文模板的使用。學 生 簽 名： 2013 年3 月 15 日 指導教師簽名： 2013 年 3 月 15 日指導內容記錄(四)講解程序的框架編程基礎，激光LRCS程序，輸入參數、輸出參數的選定 。學 生 簽 名： 2013 年 3 月 28 日 指導教師簽名： 2013 年 3 月 28 日指導過程記錄指導內容記錄(五)初步開始論文文字部分（原理）的寫作，討論鈍頭錐體激光LRCS的細節問題。學 生 簽 名： 2013 年 4 月 7 日 指導教師簽名： 2013 年4 月 7 日指

21、導內容記錄(六)鈍頭錐雙站激光LRCS，修改鈍頭錐體激光LRCS中一個小錯誤。學 生 簽 名： 2013 年 4 月 9 日 指導教師簽名： 2013 年 4 月 9 日指導內容記錄(七)指導完成鈍頭錐雙站到單站的退化。學 生 簽 名： 2013 年 4 月 12 日 指導教師簽名： 2013 年 4 月 12 日指導內容記錄(八)論文初步定稿。學 生 簽 名： 2013 年 4 月 15 日 指導教師簽名： 2013 年 4 月 15 日答辯小組組長意見(對情況是否屬實做出意見)組長(簽名)： 年 月 日注：本表與畢業論文一起裝訂存檔。湖南科技學院本科畢業論文（設計）評審表論文題目理想朗伯鈍

22、頭錐雙站LRCS作者姓名鄭啟華所屬系、專業、年級電子工程系 電子信息工程 專業 2009年級指導教師姓名、職稱宮彥軍 教授字 數10000定稿日期2013.5.8中 文 摘 要目標激光散射特性的研究對國防、航空、航天、氣象等部門具有很重要的應用價值，激光散射特性的自動測量系統對激光雷達散射截面的研究有更加實際的指導意義。本文推導了理想朗伯鈍頭錐的雙站LRCS計算表達式。在目標坐標系下進行LRCS計算，利用基于MFC的C+編程。利用OpenGL技術顯示目標的三維模型。LRCS曲線顯示利用TeeChart控件實現的。可以設置鈍頭錐的相關參數，完成不同情況下LRCS計算和數據輸出并保存。分析了入射方

23、向、散射方向和目標尺寸對LRCS的影響，可以退化到后向LRCS。上述研究可為激光波段的目標特征提取和識別提供理論依據。并在國防軍事及民用領域具有顯著的學術價值和廣泛的應用背景。關鍵詞朗伯體，鈍頭錐，激光散射，C語言，雙站英文摘要The researches on laser scattering characteristic of object have important application value in national defense,aviation, space flight and weather departments, so the automated measurem

24、ent system of laser scattering intensity has more significance for the study of Laser Radar Cross Section(LRCS).The bistatic LRCS calculation expressions of ideal Lambertian sphere-cone combinations is derived in this paper in target coordinate system. Using C+ programming based on MFC and Using Ope

25、nGL technology to display the target 3D model. LRCS curve shows the use of TeeChart control implementation. The relevant parameters of sphere-cone combination can be setted. Laser Radar Cross Section can be calculated for diffirent cases and the date can be saved. It is also analyzed that the influe

26、nces of the incident direction, scattering direction and target shape on the results of Laser Radar Cross Section. From the results we can see that monostatic LRCS is a special case of bistatic LRCS. This paper offers theory bases, simulation method for abstraction and identification target feature

27、on the laser. The study in this paper has significant academic value, extensive application background in national defence and civilian technological fields.關鍵詞Lambertian，Sphere-cone combination，Laser Scattering，Language C，Bistatic指導教師評定成績評審基元評審要素評審內涵滿分指導教師實評分選題質量25%目的明確符合要求選題符合專業培養目標，體現學科、專業特點和教學計劃

28、的基本要求，達到畢業論文（設計）綜合訓練的目的。10理論意義或實際價值符合本學科的理論發展，有一定的學術意義；對經濟建設和社會發展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的設計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實

29、驗、實踐并加工處理、總結信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業除外）體現一定的外語水平。5論文質量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規范符合學術論文的基本要求。用語、格式、圖表、數據、量和單位、各種資料引用規范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 指導教師評審意見： 指導教師簽名： 說明：評定成績分為優秀、良好、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格

30、評閱教師評定成績評審基元評審要素評審內涵滿分評閱教師實評分選題質量25%目的明確符合要求選題符合專業培養目標，體現學科、專業特點和教學計劃的基本要求，達到畢業論文（設計）綜合訓練的目的。10理論意義或實際價值符合本學科的理論發展，有一定的學術意義；對經濟建設和社會發展的應用性研究中的某個理論或方法問題進行研究，具有一定的實際價值。10選題恰當題目規模適當，難易度適中；有一定的科學性。5能力水平40%查閱文獻資料能力能獨立查閱相關文獻資料，歸納總結本論文所涉及的有關研究狀況及成果。10綜合運用知識能力能運用所學專業知識闡述問題；能對查閱的資料進行整理和運用；能對其科學論點進行論證。10研究方案的

31、設計能力整體思路清晰；研究方案合理可行。5研究方法和手段的運用能力能運用本學科常規研究方法及相關研究手段（如計算機、實驗儀器設備等）進行實驗、實踐并加工處理、總結信息。10外文應用能力能閱讀、翻譯一定量的本專業外文資料、外文摘要和外文參考書目（特殊專業除外）體現一定的外語水平。5論文質量35%文題相符較好地完成論文選題的目的要求。5寫作水平論點鮮明；論據充分；條理清晰；語言流暢。15寫作規范符合學術論文的基本要求。用語、格式、圖表、數據、量和單位、各種資料引用規范化、符合標準。10論文篇幅10000字左右。5實評總分 成績等級 評閱教師評審意見： 評閱教師簽名： 說明：評定成績分為優秀、良好、

32、中等、及格、不及格五個等級，實評總分90100分記為優秀，8089分記為良好，7079分記為中等，6069分記為及格，60分以下記為不及格。湖南科技學院本科畢業論文（設計）答辯記錄表論文題目理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS作者姓名鄭啟華所屬系、專業、年級電子工程系 電子信息工程專業 2009年級指導教師姓名、職稱宮彥軍 教授答 辯 會 紀 要時間2013年5月18日地點三教209答辯小組成員姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）姓 名職務（職稱）宮彥軍教授包本剛副教授賈竹君副教授李 翔講師何紅松講師陳愛武講師游珍珍助教（碩士）答辯中提出的主要問題及回答的簡要情況記錄：1 什么是鈍頭錐？鈍頭錐是圓錐剔除

33、前面（圓臺），并在去除的圓為底的球合并的圖形2 給出h=1.0m，入射天頂角，入射方位角，散射天頂角，r從0.2m變化到0m的LRCS，為什么當散射方位角，的面積是最大？ 我們的初始條件是入射天頂角，在時散射光線剛好和入射光線在同一面，此時處于雙站狀態，面積最大。3 給出h=1.0m，半徑為0.2，入射天頂角，入射方位角，散射天頂角給定不同的值，散射方位角漸變時鈍頭錐LRCS，為什么在左右時的面積是最大的？ 同一條曲線上，在左右時的面積是最大的，這是因為，我們的初始條件是入射天頂角，在時散射光線剛好和入射光線在同一面 會議主持人：記 錄 人：年 月 日答辯小組意見評語：評定等級： 負責人（簽名

34、）： 年 月 日系學位委員會意見評語：論文（設計）最終評定等級：負責人（簽名）： 系部（公章） 年月 日校學位委員會意見評語：評定等級： 負責人（簽名）： 年月 日目 錄緒論11 VC+6.0與OpenGL31.1 C+的面向對象簡介31.2 VC+6.0文本文件的讀寫函數31.3 OpenGL功能簡介41.3.1 OpenGL中基本圖元的描述51.3.2 OpenGL中線段的繪制61.4 TeeChart控件61.4.1 TeeChart類的屬性和方法71.4.2 TeeChart類的屬性和方法72 編寫矢量類、射線類、鈍頭錐體類82.1 矢量類82.2 射線類112.3 鈍頭錐體類123

35、鈍頭錐的LRCS算法153.1 球坐標系153.2 雷達方程163.3 鈍頭錐的LRCS算法的設計173.3.1 入射方向及散射方向173.4 表面方程173.4.1 側面法線183.4.2 底面法線183.4.3 LRCS公式183.5 鈍頭錐LRCS計算與討論203.5.1 后向中LRCS和雙站退變到后向中LRCS的計算與討論213.5.2 目標尺寸的影響24結論29參考文獻30致 謝32插圖索引圖1 球坐標系與直角坐標系的關系15圖2 LRCS原理示意圖16圖3 不同r的漸變時的LRCS曲線21圖4 不同天頂角鈍頭錐雙站LRCS隨方位角變化曲線22圖5 后向中不同角度LRCS計算結果的對

36、比23圖6 不同方位角鈍頭錐雙站LRCS隨天頂角變化曲線23圖7 半徑相同，不同高度下鈍頭錐的雙站LRCS隨天頂角變化曲線24圖8 半徑相同，不同高度下鈍頭錐的雙站LRCS隨方位角變化曲線25圖9 半徑相同，不同高度下鈍頭錐的雙站LRCS隨方位角變化曲線25圖10 高度相同，不同半徑下鈍頭錐的雙站LRCS隨天頂角變化曲線26圖11 高度相同，不同半徑下鈍頭錐的雙站LRCS隨方位角變化曲線27理想朗伯鈍頭錐雙站LRCS摘 要目標激光散射特性的研究對國防、航空、航天、氣象等部門具有很重要的應用價值，激光散射特性的自動測量系統對激光雷達散射截面的研究有更加實際的指導意義。本文推導了理想朗伯鈍頭錐的雙

37、站LRCS計算表達式，在目標坐標系下進行LRCS計算。利用基于MFC的C+編程。利用OpenGL技術顯示目標的三維模型。LRCS曲線顯示利用TeeChart控件實現的。可以設置鈍頭錐的相關參數，完成不同情況下LRCS計算和數據輸出并保存。分析了入射方向、散射方向和目標尺寸對LRCS的影響，可以退化到后向LRCS。上述研究可為激光波段的目標特征提取和識別提供理論依據。并在國防軍事及民用領域具有顯著的學術價值和廣泛的應用背景。【關鍵詞】：朗伯，鈍頭錐，激光散射，c語言，雙站 the bistatic LRCS of ideal Lambertian sphere-cone combination

38、AbstractThe researches on laser scattering characteristic of object have important application value in national defense,aviation, space flight and weather departments, so the automated measurement system of laser scattering intensity has more significance for the study of Laser Radar Cross Section(

39、LRCS).The bistatic LRCS calculation expressions of ideal Lambertian sphere-cone combinations is derived in this paper in target coordinate system. Using C+ programming based on MFC and Using OpenGL technology to display the target 3D model. LRCS curve shows the use of TeeChart control implementation

40、. The relevant parameters of sphere-cone combination can be setted. Laser Radar Cross Section can be calculated for diffirent cases and the date can be saved. It is also analyzed that the influences of the incident direction, scattering direction and target shape on the results of Laser Radar Cross

41、Section. From the results we can see that monostatic LRCS is a special case of bistatic LRCS. This paper offers theory bases, simulation method for abstraction and identification target feature on the laser. The study in this paper has significant academic value, extensive application background in

42、national defence and civilian technological fields. 【Key words】: Lambertian ,Sphere-cone combination,Laser Scattering, Language C, Bistatic緒論目標激光散射特性是目標與環境特性的一個子課題，是目標探測和識別的基礎，引起了國內外眾多專家和學者的重視。1951年Kerr1, 2引入目標的雷達散射截面（radar cross section，RCS）的概念，將其概念用到激光波段，稱為激光雷達散射截面（laser radar cross section，LRCS)3

43、。激光雷達散射截面是反映目標激光散射特性的物理量，Nicodemus在1964年提出粗糙面雙向反射分布函數的概念2, 4, 5，其反映粗糙表面的物理和幾何特性，BRDF與粗糙面單位面積激光雷達散射截面（也稱為微分散射系數，differential scattering coefficient2）存在固定關系2, 6，因此可以通過粗糙目標表面材料的BRDF計算其LRCS，將目標表面面元散射截面進行累加，即進行表面積分，可得到其LRCS。在物體表面任意點的曲率半徑遠大于激光波長和粗糙表面高度起伏的相關長度時，可以用基爾霍夫近似方法導出粗糙物體電磁散射的幾何光學解7, 8，在此基礎上吳振森給出了9任

44、意形狀粗糙物體的激光后向散射特性。吳振森和崔索民給出10任意形狀目標在可見光和紅外波段相干和非相干散射特性。可以用非共面的四邊形面元建模和應用磁場積分方程（the magnetic field integral equation，MFIE）解決電磁散射問題11，任意形狀目標的電磁散射特性可以用三角形面元建模進行計算12。有很多研究者利用BRDF進行目標的激光散射特性的計算13, 14。由于BRDF實驗測量受到實驗條件、測量速度等的限制，很難獲得樣品在任意入射和散射條件下的BRDF。因此，產生了大量的BRDF模型。利用有限的實驗數據，通過最優化算法獲得BRDF模型的參數值，然后將獲得的最優參數帶

45、入相應的BRDF模型，就可以計算出任意入射和接收條件下，目標表面的BRDF值。BRDF模型分數值模型和解析模型15，數值模型是指使用射線跟蹤或者蒙卡方法數值仿真得到的表面BRDF；而解析模型是指具有一定數量（一般為3到6個）的參數的解析表達式。按解析表達式的構成方式，解析模型又可以分為物理模型和經驗模型。物理模型的解析式是基于一定的物理原理獲得的；而經驗模型，則是專家和學者門根據大量的實驗數據總結出來的數學表達式，其參數一般沒有物理含義。雷達能夠檢測、跟蹤目標，有時還能識別目標，是因為存在回波信號，因此在設計和使用雷達時，能夠定量或采用其他方式描述回波，尤其是用目標的特性（如大小、形狀和取向）

46、來描述回波，顯得特別重要。目標問題可以歸結為一個有效面積即雷達散射截面（RCS），激光雷達散射截面即雷達散射截面在激光波段的應用16。激光強度像一般反映的是目標上各個部分的后向反射率，能夠反映目標的橫向尺寸、飛行姿態等特征，因此在軍事中具有更多的應用17。 在未來的的防空以衛星、彈道導彈為對象的對抗難以避免。除此之外，由于航天航空技術，新材料開發，靶場測試等科學研究的需要，深入研究LRCS的時機已經成熟。衛星光學成像設備是航天偵察探測體系的重要組成部分, 具有經費投入大、研制周期長等特點. 利用計算機仿真技術實現光學遙感圖像仿真, 既可以對遙感衛星在各種應用條件下的目標偵察能力進行預測和評估,

47、 也可以為圖像質量評估、圖像處理算法驗證、目標識別訓練等許多領域提供試驗數據空間目標可見光探測, 主要依靠目標表面對大氣層外太陽光的反射特性。國內外很多學者在這方面進行了研究, 但大多是基于電磁散射理論或將目標表面看作理想的漫反射表面( 朗伯面) 進行光學特性分析18。空間目標激光散射特性建模與仿真分析是激光主動探測系統論證設計、性能評價的前提和基礎，激光雷達截面（LRCS）是目標激光散射特性的綜合反映,其有很廣泛應用19。衛星光學成像設備是航天偵察探測體系的重要組成部分, 具有經費投入大、研制周期長等特點. 利用計算機仿真技術實現光學遙感圖像仿真, 既可以對遙感衛星在各種應用條件下的目標偵察

48、能力進行預測和評估, 也可以為圖像質量評估、圖像處理算法驗證、目標識別訓練等許多領域提供試驗數據20。上述LRCS的研究工作只是針對特定目標，且沒有統一的表達式本文依據激光雷達方程理論，重新獲得LRCS表達式。通過分析目標各自特征，給出了理想朗伯鈍頭錐LRCS具體形式。通過數值模擬，表明不同尺寸目標的LRCS形狀的差異可以反映各自目標的姿態和大小特征。本文建立的LRCS方法，利用C+編程來實現仿真，數值分析了目標形狀、尺寸和激光入射方向對目標LRCS影響，為空間目標特征識、提取提供技術基礎。1 VC+6.0與OpenGL本文的程序設計采用C+語言進行編寫，以VC+6.0作為程序編譯平臺，程序運

49、行的結果的模型通過OpenGL技術顯示。本章介紹C+的面向對象的編程，給出射線類的設計以及VC+6.0的文本文件的讀寫。簡要介紹了OpenGL功能和應用，對如何在OpenGL中進行線段的繪制作了具體講解。1.1 C+的面向對象簡介面向對象是一種新興的程序設計方法，或者說它是一種新的程序設計范型，其基本思想是使用對象，類，繼承，封裝，消息等基本概念來進行程序設計。面向對象其實是現實世界模型的自然延伸。現實世界中任何實體都可以看作是對象。對象之間通過消息相互作用。另外，現實世界中任何實體都可歸屬于某類事物，任何對象都是某一類事物的實例。如果說傳統的面向過程式編程語言是以過程為中心以算法為驅動的話，

50、面向對象的編程語言則是以對象為中心以消息為驅動。用公式表示，過程式編程語言為：程序=算法+數據；面向對象編程語言為：程序=對象+消息。所有面向對象編程語言都支持三個概念：多態性、封裝和繼承，C+也不例外。現實世界中的對象均有屬性和行為，映射到計算機程序上，屬性則表示對象的數據，行為表示對象的方法（其作用是處理數據或同外界交互）。多態性就是多種表現形式，具體來說，可以用“一個對外接口，多個內在實現方法”表示。所謂封裝，就是用一個自主式框架把對象的數據和方法聯在一起形成一個整體。可以說，對象是支持封裝的手段，是封裝的基本單位。C+通過建立用戶定義類型（類）支持封裝性和數據隱藏。繼承是指一個對象直接

51、使用另一對象的屬性和方法。事實上，我們遇到的很多實體都有繼承的含義。C+提供給用戶一系列類（class），C+的類有層次結構，子類可以繼承父類的屬性和方法。1.2 VC+6.0文本文件的讀寫函數所謂“文件”是指一組相關數據的有序集合。這個數據集有一個名稱，叫做文件名。文件指針，用一個指針變量指向一個文件， 這個指針稱為文件指針。通過文件指針就可對它所指的文件進行各種操作。文件在進行讀寫操作之前要先打開，使用完畢要關閉。 所謂打開文件，實際上是建立文件的各種有關信息， 并使文件指針指向該文件，以便進行其它操作。關閉文件則斷開指針與文件之間的聯系，也就禁止再對該文件進行操作。文件操作是由庫函數來完成的。fopen函數用來打開一個文件，文件操作結束時用fclose關閉。文件使用方式由r，w，a，t，b，+六個字符拼成，各字符的含義是：r(read)： 讀w(write)：