目前较为流行的去雾算法都存在着过度增强以及增强不足，容易造成光晕效应以及色彩严重失真。提出一种基于四叉树细分的改进大气光估计方法以及一种改进的引导滤波用来解决这些问题 。首先，对非重叠暗通道使用四叉树细分方法估计更加可靠的大气光值。然后，分析引导滤波在边缘区域的光晕效应产生的原因，对其加入自适应权重因子，用改进后的引导滤波对初始传输图进行 优化。最后，用估计的大气光值和优化后的传输图根据大气散射模型得到去雾图像。实验结果表明：去雾后的图像颜色较为可靠，边缘区域光晕效应减弱。从颜色可靠性和细节增强度来说，提出的 算法比现阶段的去雾算法有较为出众的表现。

本文提出了一种基于快速反射镜的像移补偿方法用于解决航空成像中的像移问题。首先通过计算航空相机在曝光时间内的像移速度证明了像移补偿的必要性; 针对快速反射镜存在伺服模型不确定性的问题, 设计了模型参考自适应控制器; 最后通过实验验证了该算法的性能, 结果显示: 采用本算法后, 快速反射镜的阶跃响应稳定时间降低了50%以上, 在振动情况下快速反射镜的稳定精度都可以达到10 μrad, 精度比传统控制方案提升10倍以上。最终的像移补偿成像实验成功验证了基于快速反射镜的像移补偿方案有较高的工程应用价值。

为了解决传统滑模控制高性能与系统抖振之间的矛盾, 提高基于永磁同步电机驱动的航空光电平台系统的可靠性和指向精度, 本文提出了一种新型滑模控制器趋近律, 该趋近律可以有效削弱系统抖振并达到更好的跟踪效果。在此基础上, 为提高扰动观测器的带宽以提升观测的准确性, 将扩张状态观测器引入到光电稳定平台伺服系统中以观测系统的总和扰动, 并将观测到的总和扰动补偿进滑模控制器, 以更好地抑制系统抖振并提高系统抵抗外扰的能力。实验结果表明, 本文提出的滑模控制器结合扩张状态观测器的方法明显优于传统的PI+DOB的控制方法。在匀速跟踪实验中, 系统的位置指向误差的RMS值仅为0.005 7°, 完全满足航空光电稳定平台的需求, 约是经典PI+DOB控制方法精度的3倍; 在正弦波跟踪实验中, 本文提出的方法很大程度减小了速度跟踪的相位滞后, 位置指向误差仅为PI+DOB方法的1/6; 在三角波跟踪实验中, 位置指向误差RMS值约为PI+DOB的1/3。

针对航空光电稳定平台控制系统面临的机械谐振的问题, 在双T型陷波器的基础之上提出了一种新型的结构滤波器。这种新型结构滤波器由两个双T型陷波器和一个低通滤波器构成, 能够将谐振峰和反谐振峰同时抑制, 克服了单一陷波器不能处理反谐振峰值的缺陷。同时相比于双二次型滤波器, 结构滤波器的参数调节更加灵活, 既可以调节峰值大小又可以调节峰值宽度。实验结果显示: 相比于双二次型滤波器, 结构滤波器拟合的谐振曲线与实际的扫频曲线匹配度更好。加入结构滤波器对模型进行补偿以后, 控制系统的稳定精度提高了5.74倍, 闭环带宽提升了4.54倍。新型结构滤波器对于机械谐振的抑制和控制系统的性能提升有明显作用。

航空光电稳定平台广泛采用快速反射镜进行视轴稳定,航空环境中的各种扰动,尤其是振动会影响快速反射镜的稳定性能。针对传统的抗扰方法[如比例-积分-微分控制器(PID)、干扰观测器(DOB)等]抑制扰动效果不明显的问题,提出一种基于自适应鲁棒控制(ARC)方法的快速反射镜抗扰策略。实验测试发现,引入ARC以后,快速反射镜在振动环境中的稳态均方根误差值相比于PID降低约80%,相比于DOB降低约60%,表明ARC对于提升快速反射镜的抗扰能力和稳定性能具有显著效果,具有较大的工程应用价值。

遥感根本目的就是获得清晰的高空间分辨率的图像，从而可以进一步地分析处理。为了在遥感测量中获得更高空间分辨率、更高信噪比、更清晰的图像，本文对图像处理领域超分辨算法进行了研究。建立了一套拟合模拟现实的成像系统模型，在这种模型的基础之上，利用最大后验概率系统理论，讨论了现实情况中的运动模糊，噪声等情况，改进了MAP超分辨算法。实验结果表明：使用本文改进的基于MAP理论的Markov随机场约束的多帧超分辨重建算法，可以较好提高超分辨效果，与三次立方插值方法相比，PSNR至少提高约5.1 dB左右，与未改进的MAP方法相比，PSNR提高约0.2 dB左右。本文提出了动态的先验约束方法，给约束函数添加与迭代次数相关的约束项，该改进创新可以加快收敛并且更加逼近真实图像，实验表明该方法收敛速度更快，约束效果良好，更适合实际应用。