太阳照射在有风的粗糙海面上时会产生许多闪光,每一个波面因当地入射角的不同会提供镜面反射的太阳光,无数闪光波面的聚合被称为太阳亮带。由于其具有很强的偏振特性,越靠近亮带中心区域,偏振特性越强,故而在研究海面目标的光散射特性时,太阳亮带不可忽视,而且这对大气、地海遥感也有显著的应用价值。本文主要针对海面舰船对太阳亮带的散射特性进行了研究,由于太阳亮带的反射偏振特性受风速、太阳入射天顶角、太阳-观测相对方位角等因素的影响,因此本文通过计算在不同参数下舰船的平行偏振散射分量与垂直偏振散射分量来分析其散射特性。本文主要内容简述如下:利用蒙特卡洛方法并结合P-M海谱模型模拟了不同风速下的粗糙海面;通过大气传输软件MODTRAN计算了在不同波段、不同入射天顶角和不同观测角度下的太阳辐照度、天空背景辐射亮度和大气路径热辐射的分布。根据菲涅尔反射定律得到出平静海面的偏振反射;利用海面斜坡分布的概率密度函数来描述海洋表面的波浪分布情况,Fresnel反射系数来描述海面面元镜像反射的偏振辐射特性,结合二者计算得到粗糙海面的方向偏振反射率。计算了在不同波段、不同太阳入射角度、不同风速下,垂直和平行偏振反射率随观察角度的变化分布。分析了可见光与红外波段下海水表面的偏振特性,在红外波段下又进一步探究了大气、海面粗糙度和水面耀斑对海水表面总辐射的偏振影响。根据粗糙海面方向偏振反射率,获得了由太阳入射几何方位,观测方向几何方位,以及风速等参数决定的海面太阳亮带的偏振反射数据,并模拟了不同条件下太阳亮带的分布图像;由于目标模型与海面模型是由大量小面元组成,因此首先利用面元间的几何关系判断面元之间的遮挡关系,然后根据海面太阳亮带的偏振反射特性和目标表面BRDF得出目标面元对太阳亮带的偏振散射计算方法。将舰船模型与建立的海面模型进行组合建模,利用目标对太阳亮带的散射计算方法计算了在不同观测几何方位,不同风速以及不同波段下舰船对海面亮带的垂直散射分量和平行散射分量的分布,最后对比分析了舰船目标对太阳亮带的偏振散射特性。