高速机动、大视场、线扫等均会引起弹载大视场线列扫描红外图像的几何畸变, 从而影响巡飞弹的整体战术效能。利用探测器像面参数、坐标变换、地表模型、物像共线方程和墨卡托地图投影模型分别建立了相机的像方坐标方程、位姿变换方程、物像转换方程和物方地图投影方程, 进而构成了从像面坐标系到地图坐标系的完整严格成像模型, 利用Matlab对该模型进行静态仿真, 确定航高、摆扫角度、地表模型等模型参数造成的几何畸变特性的强度, 为弹载几何畸变校正算法的工程优化提供了依据。

场景非均匀校正和基于本底信息无快门校正等红外图像自适应非均匀性无快门校正算法不需要中断探测过程, 克服了定标类校正算法需要周期性定标的不足, 目前日趋受到重视。相对于场景无快门校正算法, 基于本底信息的自适应无快门校正算法具有复杂度低、易于实现的特点, 正逐步从理论研究走向具体工程应用, 通过硬件系统实现该校正算法具有重要的应用价值。根据自适应无快门校正算法理论特点, 采用基于FPGA构建SOPC系统的方法进行了硬件实现, 主要由校正参数计算、本底采集、校正模型等模块组成。校正参数计算部分根据自适应拉格朗日插值计算和更新校正参数, 本底采集模块用于采集均匀本底信息, 为图像校正提供一系列本底信息, 校正模块完成红外图像的实时非均匀性校正。实验结果表明: 实现的非均匀性无快门校正系统具有占用硬件资源少、延迟短和图像效果好的优点, 能够广泛应用在红外成像系统中, 具有较强的研究价值和现实意义。

偏仰两轴反射镜光电平台通过控制光路中反射镜的转动实现视线的角位置跟踪。实时测量视线和视轴的角误差是完成角位置跟踪的前提。传统的光电稳定平台将探测成像系统安装在稳定平台上，所以目标像在图像平面中的脱靶量等于视线角误差。反射镜光电平台采用探测成像系统和平台分离的结构形式且光路发生折转，使得目标脱靶量不再等于视线角误差。基于光学反射定律和等距坐标变换，对反射镜光电平台的视线角误差计算进行了研究，得到目标脱靶量和视线角误差的映射关系，并且可以将其近似为关于外框架角的旋转变换。通过数值仿真和样机实验验证了分析结果的正确性。

在红外末制导导弹高速飞行过程中，侧窗与大气产生剧烈摩擦，引起气动加热效应。随着导弹速度的提高，气动加热对探测性能的负面影响越来越明显。针对这一问题，对超音速导弹导引头平板侧窗的喷流技术的进行了理论建模；采用计算流体动力学( CFD)仿真的方法，分析了侧窗外表面的气动热流场变化；探讨了通过对侧窗外表面进行喷流的措施改变温度场分布的技术。研究结果表明：该技术能够有效地降低侧窗气动热影响，抑制红外成像热背景干扰，提升了导引头在高速飞行过程中的探测性能。

红外技术发展到今天, 红外凝视焦平面探测器阵列性能高、使用简单, 从而成为红外系统的主流。但是, 红外探测器的工艺和技术生产不出像可见光 CCD那样均匀的红外器件, 红外探测器阵列的非均匀性一直是红外凝视探测器的主要缺陷。人们开发了多种非均匀性校正算法, 尤其是基于场景的自适应算法, 极大地弥补了探测器的非均匀性缺陷。但是到目前为止, 各种算法都有一定的局限性, 尚不能彻底解决非均匀性问题。针对目前常用的几种非均匀性校正算法, 包括时域高通滤波算法、神经网络算法、恒定统计量算法等, 在天空、地面等不同场景条件下进行了仿真测试, 对算法的实施效果进行了对比分析。

介绍了针对 4×128双色线列探测器而设计的成像电路系统, 其硬件电路主要包括探测器适配电路、视频模拟信号调理电路、模数转换电路、图像预处理电路、数字图像输出接口电路等。探测器驱动时序、一维扫描成像时序、 AD采样时序和接口时序由 FPGA来实现, 采用 VHDL语言完成时序设计。

非均匀性校正是红外焦平面阵列应用中的关键技术之一。神经网络算法是比较传统的非均匀性校正算法, 由于该算法采用像元四邻域的平均值作为此像元的真值, 所以这种估计方法具有较大的误差。在传统的神经网络算法基础上对焦平面阵列像元响应的真值估计进行了改进：基于图像匹配算法, 采用了相邻多帧图像中不同像元对同一场景点的响应的均值作为真值, 因而具有更高的准确性。对比仿真试验的结果表明, 该改进算法比传统的神经网络算法具有更好的效果, 在有效去除各种非均匀性的同时, 保持了图像细节, 改善了图像的视觉效果。

设计了一种使用固定校正器进行像差校正的共型光学系统，固定校正器采用大口径非球面透镜，对各子跟踪场的像差进行了严格校正。位于固定校正器后的成像系统进行回转跟踪时，搜索角度最大可达±80°，成像质量较好，且不会产生半球形整流罩光学系统在大角度搜索时容易出现的挡光现象。光学系统光阑与探测器冷屏重合，冷光阑效率达到100%。

从空空导弹红外制导系统的需求出发,探讨多光谱成像制导技术的研究思路与系统设计方法,介绍了共光路与分光路多种多光谱光学系统的结构设计,分析了多光谱红外导引技术中的光谱细分、多光谱红外探测器、系统匹配、多传感器信号融合及光谱特征选取等关键技术.在此基础上给出了一种空空导弹双色成像探测系统实例,该系统利用共光路系统设计实现双波段红外成像探测,并针对红外诱饵干扰进行了基于光谱特征的目标跟踪与抗干扰算法,实验验证该系统具有优于单波段成像导引头的目标识别与干扰抑制能力,显示出了多光谱成像导引头是空空导弹的发展方向.