为确保大断面立井马头门施工质量, 并降低爆破对立井马头门产生的损伤与破坏, 提出了一种立井大断面马头门掘进的超前致裂分区爆破技术。根据某地下矿山立井马头门设计断面及工程地质条件, 将-199.5 m、-258.2 m等马头门掘进断面划分为上分层、中分层、下分层等, 施工顺序为: 上分层→中分层→下分层。首先沿各分层开挖轮廓线施工超前致裂孔, 其孔深为马头门掘进深度, 超前致裂孔采用间隔装药, 并先于主爆区起爆, 实现孔间相互贯通。其次, 沿各立井马头门开挖轮廓线形成“减震沟”, 降低爆破地震波的传播。马头门各施工区域设置逐孔微差起爆, 间隔时间为5~20 ms, 实现分段爆破振动的干扰、抵消, 降低爆破对大断面马头门的影响。各马头门开挖轮廓线半壁孔率达95%以上, 既能满足大断面马头门破碎岩体掘进中对控制顶板成型质量的要求, 又降低了支护、喷浆等成本支出, 实现错峰降振。大断面马头门掘进的超前致裂分区爆破技术可为类似立井马头门施工作业提供一定指导建议。

红外系统的探测距离是光电系统的关键指标之一, 决定了系统的整体性能。在实验室条件下评估红外系统的探测距离, 不受天气、场地限制, 具有实际意义。从探测器的输出信号与黑体目标温度的关系着手, 推导了 NETD的表达式, 用 NETD表达了小哈德逊公式, 并验证了该公式的正确性, 用该方法推导的指标与理论计算指标的误差在 10%以内, 证明了该方法的可行性。

为了对多光谱成像系统性能进行测试评价, 本文搭建了多光谱成像系统性能测试平台, 并对平台的靶标辐亮度进行了标定测试, 计算分析了辐亮度传输效率。最后, 利用该测试平台对一组靶标进行了 MRC测试, 对该平台进行了测试验证。该测试平台搭建及分析思路对红外多光谱成像系统测试具有很强的指导与借鉴意义。

与传统宽波段成像系统相比,多光谱成像系统在性能表征、测试方法等方面有较大不同,而相关研究较为欠缺。因此,需要重点研究多光谱成像系统的综合性能评估方法。解决了目标光谱反射率等效控制、宽波段光谱维度的带内细分和标准靶标辐亮度调节等关键技术,设计了基于AOTF的多光谱成像系统二维鉴别率阈值测试平台及测试方法。在理论分析基础上,实际搭建了基于AOTF的可见光多光谱成像系统,叙述了系统标定方法和测试步骤,并基于所述方法在实验室条件下完成了系统空间分辨率、目标光谱反射率与对比度阈值的三维曲面测试实验。测试结果标明,所提出的方法可较好地反映不同谱段响应特性的差异,实现对多光谱成像系统的性能表征。基于该方法,可综合评估系统光谱分辨率、空间分辨率、灵敏度、对比度等性能指标,从而为多光谱成像系统性能的定量表征提供技术支持。

为了实现红外多光谱成像系统光谱维MRTD测试，获取更多的目标背景信息，提出基于声光可调谐滤波器(AOTF)的多光谱成像系统静态性能测试平台的设计。在(3~5)μm波段范围内，采用设计搭建的静态性能测试平台完成了红外带内波段的细分，并在各个细分波段上分别对空间频率2.546 lp/mm、1.273 lp/mm、0.849 lp/mm和0.632 lp/mm的标准靶进行了MRTD测试。实验结果表明，得到的光谱维MRTD测试结果与理论结果一致，验证了测试平台的可靠性和测试方法的可行性。

设计并研制了微光夜视仪整机检测系统, 采用CCD器件作为被检仪器输出图像的探测接收器, 可在微光夜视仪完整状态下对像增强器进行检测。提出微光夜视仪整机状态下像增强器性能的检测参数, 并分析了其检测原理与综合测试方法。通过对检测仪的伸缩式结构、光学系统、CCD选型和检测软件算法等部分进行设计, 实现了一台检测仪能够对视场中心分辨力、亮度增益、视场亮度均匀性及视场亮度稳定性等多个性能参量的测试。试验结果表明, 检测系统的测试误差在3%以内。

基于红外成像导引头信号传递和转换机理，分析了影响导引头输出图像特征的主要因素，并在此基础上分析了红外诱饵弹作用导引头成像特征的机理；借助端到端成像建模思想，综合考虑诱饵弹对目标表面辐射特性及导引头增益特性的影响，建立了诱饵弹作用后导引头成像特征量化模型；以理论模型为基础，借助计算机三维场景仿真技术，实现了诱饵弹作用后导引头成像及跟踪特性实时仿真，并基于仿真结果分析了不同发射方向诱饵弹对导引头跟踪性能的影响。结果表明：诱饵弹发射方向不同，诱饵弹对导引头跟踪性能的影响程度不同；当诱饵弹相对目标运动方向的发射角为75°~95°、190°~215°和250°~280°时，诱饵弹对导引头跟踪性能的影响程度最大；当诱饵弹相对目标运动方向的发射角为10°~40°、150°~170°和315°~325°时，诱饵弹对导引头跟踪性能的影响程度最小。

以强光源作用微光电视成像机理为基础, 借助端到端成像建模思想, 综合考虑强光源作用目标表面辐射特性及系统自动亮度控制特性, 建立了不同位置强光作用后系统成像特征量化模型.以模型为基础, 利用三维场景仿真平台实时计算强光源作用后地物成像灰度, 实现了不同位置微光系统成像数字仿真.结合外场实验数据, 通过对比实验结果与仿真结果中目标和背景灰度及目标成像对比度, 对仿真模型进行了验证, 结果表明：该模型与外场实验数据有较好的一致性, 模型可靠性较高.最后探讨了强光作用后不同干扰因素对系统成像质量的影响, 当强光源位于系统视场外时, 其对目标表面辐射特性的作用是影响系统输出图像质量的主要因素;当强光源位于系统视场内时, 其对系统增益的作用则成为主要因素.

定量分析了自动亮度控制对微光电视系统强光适应性的影响。结合系统信号响应特性，建立了自动亮度控制作用后强光能量与系统成像对比度的关系模型；充分考虑系统动态范围、增益特性、灰度量化等因素，建立了自动亮度控制电路作用后系统响应特性的定量表征模型。基于上述模型，建立了引入自动亮度控制后强光作用微光系统成像的数字仿真模型，并基于模拟输出图像定量分析了不同能量强光对系统侦察性能的影响。理论分析及实验仿真结果表明：自动亮度控制的引入，能够扩大微光系统的动态范围，增强微光电视系统的适用性，但同时导致系统随着强光光亮度增大，成像灰度及对比度下降，侦察性能下降。

通过对外场观测的红外图像进行反演,获取了目标的临界尺寸和目标与背景的平均温差.以热成像系统的测试最小可分辨温差曲线为基础,确定了反演目标表观温度对应的空间频率,并结合Johnson准则和目标传递概率函数建立了实测目标图像与热成像系统探测识别性能的数学模型.该应用技术在外场识别性能评估中避免了人员对红外靶标图像的主观判读,可建立起客观的外场红外系统性能评估模型.对外场实测热图像及数据进行了实验,计算结果表明该模型可以有效地对红外成像系统的探测识别性能进行评估.