一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统技术方案

本发明专利技术一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统，属于光学设计的杂散光测试与杂散光分析领域。本发明专利技术包括两部分：一是将BRDF数据编码导出为特定类型文件的方法，文件类型为Excel、Txt格式或杂散光分析计算软件Tracepro、LightTools数据格式；其中BRDF数据为11种航天航空包覆材料的316800个数据；二是基于Matlab GUI的软件系统，可用单个或组合的形式提取数据，并可对组合数据进行二维绘图或三维直角坐标、球坐标绘图。本发明专利技术提供从BRDF数据的获取到软件应用的一整套解决方案，软件界面友好，数据应用方法便捷。

【技术实现步骤摘要】
一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统
本专利技术涉及一种测试及建立11种航天航空包覆材料的双向反射分布函数(以下简称BRDF)数据库的方法和系统，尤其涉及一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统，属于光学设计方面的杂散光测试以及分析

技术介绍
在卫星或飞机上工作的光学系统，例如航天航空相机、导航、避障相机、太阳敏感器等光学器件工作时，一些非成像光线，如太阳直射光线，或经月球表面反射的光线，或经地球表面以及大气层等反射的光线，经过不同的表面，多次反射或散射，会进入航天航空相机、导航、避障相机和太阳敏感器等光学系统，在像面上形成杂散辐射，给正常的成像造成影响。这些工作在航天航空环境下的光学系统在不同的工况下其表面包覆材料对应不同的反射散射特征，这些特征没有公式化的变化规律，需要通过实验测试，掌握表面包覆材料反射面或散射面的材料的双向反射分布函数，才能对其进行有效的杂散光分析与计算。目前该领域还没有系统化的数据库以及将大量数据应用到杂散光分析软件的方法，研究者主要依靠少量的BRDF数据，通过公式求解，得到BRDF的Abg模型，然后将Abg模型数本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统，其特征在于：包括一整套双向反射分布函数的测试方法和关于数据处理以及应用方法的系统；具体提供了11种航天航空包覆材料的双向反射分布函数的数据，并且提供数据提取转换、自由查询、图形化观察、导出数据文件和应用数据于杂散光分析软件为主的一整套应用方案；关于数据处理以及应用方法的系统又包括航天航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统和双向反射分布函数数据库应用到杂散辐射分析软件的方法；其中，航天航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统包括数据库模块、数据查询模块、数据显示模块、数据绘图模块和数据导出模块；其中，数据库模块包括的11种航天航空包覆材料的...

【技术特征摘要】
1.一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统，其特征在于：包括一整套双向反射分布函数的测试方法和关于数据处理以及应用方法的系统；具体提供了11种航天航空包覆材料的双向反射分布函数的数据，并且提供数据提取转换、自由查询、图形化观察、导出数据文件和应用数据于杂散光分析软件为主的一整套应用方案；关于数据处理以及应用方法的系统又包括航天航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统和双向反射分布函数数据库应用到杂散辐射分析软件的方法；其中，航天航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统包括数据库模块、数据查询模块、数据显示模块、数据绘图模块和数据导出模块；其中，数据库模块包括的11种航天航空包覆材料的BRDF数据；数据导入模块包含用户数据导入模式和本数据库模式；数据查询模块包括单个查询及组合查询；数据显示模块包括文本显示和表格显示两种显示形式，也可取消表格显示；数据绘图模块包括二维绘图、三维直角坐标绘图以及球坐标绘图；数据导出模块包括导出至Excel及Txt和导出至Tracepro及LightTools两类形式；航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统中各模块的连接关系是：数据导入模块将仪器测试到的数据导入数据库模块，为其他模块提供用户自定义数据库，数据查询模块从数据库中提取所需BRDF数据，这些数据送到数据显示模块显示，或者送到数据绘图模块绘制图像，或者送到数据导出模块导出为特定文件；航天航空包覆材料双向反射分布函数数据库系统中各模块的功能是：数据库模块中的双向反射分布函数数据可以进行航天航空研究领域杂散辐射防护设计和仿真；数据导入模块可以从测试仪器输出的BRDF数据文件中提取数据，把数据应用到本系统中，即：用户可不使用本系统自带数据库，自行用仪器测试BRDF数据，然后导入本系统，形成用户数据库，继续使用本系统其他模块提供的功能；数据查询模块提供数据库模块数据的单个查询或多个组合查询的功能：用户可通过下拉列表框选择波长、角度等各项参数，或者直接在编辑框输入参数，进行单个条目查询；当需要对大量数据进行统计计算或者绘图时，用户可以点选组合查询模式，通过复选框选择多种参数，然后进行查询；数据显示模块包括文本显示和表格显示两种显示形式，表格显示可取消。用户查询到的数据可以直观的显示在界面上，所显示的文本可直接复制用作其他用途；数据绘图模块提供数据的二维绘图和三维直角坐标、球坐标绘图功能，用户可直观地观察数据变化；当组合查询的数据是二维数据时，软件自动绘制二维折线图。当数据是三维时，软件绘制一个三维直角坐标图形和一个球坐标示意图。在三维直角坐标图形中，Z轴是双向反射分布函数(BRDF)值，图像经过插值平滑处理；在球坐标示意图中，当入射光线的入射天顶角和入射方位角一定时，以BRDF为半径，画出了不同出射天顶角和出射方位角的球坐标射线图和球坐标曲面图；数据导出模块包括导出至Excel、Txt和导出至Tracepro、LightTools两类形式。用户查询到的数据可以输出为xls、csv或txt格式编辑查看，也可以输出为杂散光分析软件Tracepro、LightTools可直接加载的特殊格式BRDF数据文件，用作仿真分析。2.根据权利要求1所述的一种测试及建立航天航空包覆材料BRDF数据库的方法和系统，其特征在于：数据库模块包括的11种航天航空包覆材料的BRDF数据，材料名称如下：(1).双面镀铝聚酯薄膜单面压敏胶带；(2).星用隔热屏不锈钢箔耐高温高辐射热控涂层；(3).镍箔；(4).聚酰亚胺薄膜；(5).低温多层；(6).高温多层；(7).导电型聚酰亚胺薄膜镀铝二次表面镜；(8).双面镀铝聚酯打孔薄膜；(9).单面镀铝聚酰亚胺薄膜；(10).双面镀铝聚酯膜；以及(11).带导电层F46镀银二次表面镜；这11种航天航空包覆材料囊括了目前为止所有的航天航空包覆材料；在测试这些包覆材料的双向...

【专利技术属性】
技术研发人员：李林，卢长文，廖飞，
申请(专利权)人：北京理工大学，
类型：发明
国别省市：北京,11