根据尾焰中气体的吸收特性, 基于蒙特卡洛法建立了尾焰红外辐射特性模型, 并用该模型计算了某型发动机尾焰在5个不同红外波段的辐射特性(1.32~1.69 μm, 1.56~2.27 μm, 2.27~3.8 μm, 3.8~8.3 μm, 8.3~20 μm).为了验证仿真模型的有效性, 进行了发动机点火试验.试验结果与仿真结果表明该型涡喷发动机在2.27~3.8 μm波段辐射最强, 在长波波段8.3~20 μm辐射面积最大.

讨论了紫外告警技术原理，研究了导弹紫外辐射特性和导弹紫外辐射相关的发动机尾焰高温物质以及尾焰中可燃性物质二次燃烧，介绍了国内外紫外告警装备的发展及现状，论述了从第一代概略型紫外告警装备到第二代成像型紫外告警装备的发展过程。最后，分析总结了紫外告警技术的发展动向。

基于海空红外图像提出了海空大气模型，分析并研究了大气环境对红外热成像系统成像的对比传递函数。以红外热成像系统为例，对海空大气模型中斜程路径的大气对比传递函数进行了计算，分析了观测距离、大气密度、目标海拔高度、大气程辐射、路径天顶角对大气对比传递函数的影响。实验结果表明，大气传输路径的观测距离、大气密度、大气程辐射、天顶角与大气对比传递函数成反比。该结果可以用于预估实际应用时大气对红外热成像系统的影响，为提高红外热成像系统的成像性能提供基础。

利用数值仿真方法研究了H2O和CO2高温混合气体喷流的红外辐射特性。根据H2O和CO2两种气体的吸收特性，将红外波段划分为1.32~1.69 μm、1.56~2.27 μm、2.27~3.8 μm、3.8~8.3 μm和8.3~20 μm五个波段。建立了基于某型发动机喷嘴的尾流红外辐射特性模型，并利用此模型分别研究了H2O和CO2高温混合气体喷流在这五个波段的辐射特性分布。仿真结果表明，喷流中H2O含量越高，越有助于能量的扩散，因此喷流温度和辐射能量也越低；在高温喷流的辐射特性中，中波红外波段辐射能量最强，长波红外波段的最弱。

像平面式干涉成像光谱仪的光程差(OPD)线性度与光谱及图像重建精度直接相关。分析了光程差产生原理，通过分别对单个像面的正离焦及负离焦部分光程差进行讨论，给出了像平面式干涉结构在单侧及双侧离焦模式下的光程差表达式，并对两者在不同波长满足奈奎斯特条件时的光程差及其非线性残差进行仿真，并通过实验验证。仿真结果表明：系统在两种工作模式下的光程差非线性残差均随像面夹角增加而增大，单侧离焦模式零级点两侧光程差不对称，且负离焦部分残差较小；双侧离焦模式零级点两侧光程差对称，但非线性残差大于前者。实验结果表明，当工作波长较短时（如紫外），单侧离焦模式负离焦部分在实际应用中可认为满足光程差线性分布关系。

为简洁有效地模拟红外仿真中的地表温度, 对全年中不同季节、不同天气条件下实地采集的材质表面温度及其相关的气象数据进行了回归分析, 模拟出不同气象条件下材质表面温度一日内随时间的变化曲线以及材质表面温度与气温和相对湿度之间的关系曲线, 构建了基于实测数据的材质表面温度经验模型。实验结果表明, 温度场经验模型的平均误差在 1.5℃以内, 可以较为准确地再现温度场的变化趋势以及不同时刻的温度值, 客观上验证了用回归分析方法构建的经验模型的有效性。

为仿真场景景物红外特征和红外高光现象，根据红外成像基本原理改进了计算机图形学中的可见光光照模型，提出了基于Blinn-Phong模型的红外辐照模型，在可见光Blinn-Phong反射模型中引入自发辐射项并考虑场景中各种辐射源与对象表面间辐射能量的传递，使对象表面辐照效果符合相应规律。在仿真实现方面，提出基于几何特征的反射区域辐射能量计算方法，根据景物几何特征确定反射区域，由入射点处的自发辐射和材料在长波波段的漫反射率、镜面反射率以及反射点处的法向量、探测器位置、朝向等信息计算反射点相对探测器的总辐射能量，实现红外高光效果模拟。分析验证了所提出的红外辐照模型和高光效果模拟方法的有效性。