为满足气象水文、天文观测等领域对短波红外遥感器高精度探测需求, 近年来对短波红外探测定量化应用的需求越来越高。本文针对高轨面阵短波红外遥感器在轨各种因素引起的非均匀性变化情况, 基于面源黑体定标结合恒星定标的在轨绝对辐射定标设计方案, 结合某遥感器任务研制过程的具体实际, 分析了定标精度主要影响因素及优化措施, 包括星上定标方案优化、星上黑体温度控制优化、恒星提取算法优化等。通过实验室测试对在轨辐射定标方法进行了验证, 并对在轨绝对辐射定标不确定度进行预估, 评估结果表明定标不确定度能够满足应用要求。

对地观测任务“远红外出射辐射认知和监测(Far-infrared Outgoing Radiation Understanding and Monitoring, FORUM)”在2019年被选定为欧洲空间局(European Space Agency, ESA)“生命的行星计划”中“地球探测器”的第9个任务。FORUM任务的目标是测量大气平流层和对流层在100~1600 cm-1(即6.25 ~100 m)范围内的远红外发射光谱，其红外有效载荷包括非成像的傅里叶变换光谱仪——FORUM探测仪(FORUM Sounding Instrument, FSI)和FORUM嵌入式成像仪(FORUM Embedded Imager, FEI)。在A/B1阶段方案研究期间，ESA分别投资了两个团队,开展了A、B两个方案研究。空客防务航天公司(Airbus Defence and Space GmHB, ADS)牵头A方案，泰雷兹阿莱尼空间英国有限公司(Thales Alenia Space Ltd-UK, TAS-UK)牵头B方案。本文重点介绍了TAS-UK的B方案中FSI和FEI两台红外有效载荷在B1阶段进行的设计及关键技术研究状况。

针对目前地面目标热红外通道辐射特性及其偏振辐射特性的遥感探测需求，将五大典型地面目标之一——土壤作为研究对象，并利用地物热红外多角度偏振遥感测量平台及仪器获取了不同因素影响下的土壤热红外多角度热辐射与偏振辐射数据。分别从探测角、方位角、波段、偏振角和土壤类型五个方面研究了土壤的热辐射特性及其偏振辐射特性。结果表明，当入射光源固定时，土壤的辐射亮度和亮度温度均随探测角的增大而增大；当方位角为180°时，二者均达到最大值；它们随波段变化呈现不同的规律；偏振角以及土壤类型对辐射亮度的影响不显著，而对亮度温度的影响显著。该研究成果可以为开展热红外土壤遥感应用提供新的思路与方法，并可为热红外遥感和偏振遥感的进一步发展提供重要的理论支撑。

红外遥感图像受限于红外衍射极限,其分辨率普遍较低,这为红外目标的精准检测和识别带来了困难。针对此问题,提出基于深度学习的红外目标超分辨率目标识别(SROD)算法,该算法主要包括两部分:第一部分是利用WDSR(Wide Activation for Efficient and Accurate Image Super-Resolution)对红外遥感图像进行超分辨率重建,将模拟传感器下采样方式处理的红外图像作为训练集。第二部分是基于Faster RCNN的目标检测,提出多尺度特征传递网络结构,将低层特征输入区域候选网络 (RPN)层,降低了弱小目标像素被简化的概率,并利用可调节非极大值抑制方法,减少了对密集目标检测框的抑制作用。将该算法应用于整幅红外遥感图像,与相同训练集的Faster RCNN相比,目标检测的准确率提升了5.33%,召回率提升了12.22%,特别是小目标的召回率提升了13.25%。

针对 GF-5全谱段光谱成像仪热红外谱段存在响应异常、辐射定标精度难以保障的问题，开展了地面辐射定标补充试验，发现热红外谱段响应对仪器内部温度、焦面温度变化敏感是导致异常现象的主要原因。进一步对 相机输出信号值随仪器内部温度、焦面温度变化规律进行了分析总结，提出了基于仪器温度、焦面温度修正的绝对辐射定标算法，成功应用于全谱段光谱成像仪热红外谱段的实验室绝对辐射定标，结果表明定标不确定性为 1.36%。