红外探测器的非均匀性问题直接影响红外成像质量和测量精度。地基红外辐射测量系统对远距离飞行目标进行成像时往往不能占满全靶面区域。为提高图像质量，提出了一种基于定标的非均匀性分区域校正算法。以靶面大小为640×512的制冷型中波红外探测器为实验对象，基于黑体定标的两点校正法，采用全靶面校正算法及本文算法进行了验证。结果表明，当成像区域小于全靶面的1/3时，分区域非均匀性校正后非均匀性误差低于0.002%。与全靶面非均匀性校正算法相比，此校正算法使非均匀度进一步降低了30%至75%不等，非均匀性误差的下降率大于30%。采用本文算法后，各区域的非均匀度进一步下降，校正目视效果进一步提高。因此该校正方法具有一定的工程应用价值。

地基红外经纬仪是测量空间**和科学目标红外数据的重要手段之一。随着现代**技术在隐身上方面的快速发展, 面源体测量越显重要,而辐射亮度是面源红外作战的关键性指标。因此研究可靠的面积分析方法和辐射亮度计算方法对测试航空目标的隐身性能以及研制面源红外假目标具有重要的意义。本文提出一种简单可靠的面目标的提取方法,并利用该面源提取方法在某600 mm口径的红外经纬仪上进行辐射测量, 测量数据经大气修正后将与标准亮度值进行比较。实验结果表明, 利用本文提出的方法反演的辐射亮度的最大误差为1138%, 均方根误差为736%。

红外辐射测量系统的宽动态范围定标通常是在多个温度点下, 设置多个积分时间并适当加入衰减片的方式实现的。其不仅效率低、耗时长、成本高且影响整个红外辐射测量系统实时性和机动性。对此, 在考虑积分时间的定标模型基础上, 提出宽动态范围快速定标方法。只需调节一次积分时间和一次温度即得到宽动态范围任意积分时间的定标方程。利用Φ400 mm红外辐射测量系统对快速定标方法的定标精度、测量精度进行验证。实验结果表明: 快速定标方法与直接定标结果之间最大误差为2.75%, 该方法外场测量时最大辐射测量误差为11.69%, 相比传统辐射测量最大误差不超过1.52%。说明快速定标方法能有效地保证系统辐射定标精度, 提高辐射测量系统的定标效率, 缩短定标时间, 实现对系统宽动态范围任意积分时间的定标。整个辐射测量过程实时性好, 操作简单、易实现且可靠性高, 适应针对外场条件下红外辐射特性测量系统的要求, 外场测量结果也说明快速定标可以直接应用于靶场目标的红外辐射测量任务中。

为实现对空间目标红外辐射进行定量测量, 需要解决红外辐射测量系统的标定问题。针对常规标定方法对大口径红外辐射测量系统标定存在的不足, 在对其测量原理分析的基础上, 提出了一种内置黑体标定与天文恒星标定相结合的新方法。采用内置黑体作为标准辐射源对匹配镜组和探测器进行标定, 采用恒星标准辐射源对大口径主光学系统透过率进行标定, 并推导出了红外辐射测量系统整体的响应关系。试验验证表明, 该方法与传统的全孔径标定方法相比, 曲线斜率误差在4%以内, 具有操作简单易行、标定系统的研制难度低、标定效率高等优点。

提出了一种基于点扩散函数(PSF)精确测量尺寸很小或者距离很远的一类小目标的红外辐射特性的方法。该方法在已知目标几何形状的前提下, 采用倾斜刃边法测得光学系统的点扩散函数;对目标成像和探测器焦平面阵列采样过程进行建模, 得到目标在探测器上成像的模拟图像;通过对红外系统捕获的模拟图像与真实图像进行匹配获得最优化估计的目标亮度、尺寸以及中心位置。最后, 通过实验对该方法进行了验证。结果显示: 圆形目标温度为70℃, 理想几何成像直径大于4个像元时, 测得的辐射亮度最大误差为2.35%;目标尺寸(面积)最大误差为1.89%。该方法可用于获取目标和背景辐射特性, 测试红外成像系统性能, 完成图像复原和小目标定位等。

红外辐射特性是导弹突防性能评估的重要指标,而红外辐射测量则是导弹预警和识别的主要手段,红外辐射特性测量的研究具有较大的**应用价值.本文通过对目标的红外辐射特性及大气衰减的理论分析,探讨了提高陆基长波红外辐射探测能力的技术途径.