随着红外技术与测控技术的飞速发展,红外辐射测量技术应运而生。通过对各类目标红外辐射特性信息的测量,可以有效地反演目标的辐射亮度或辐射温度分布,从而实现对目标的识别、探测以及各种性能的评估。随着各国军事实力的不断提高,对红外辐射测量系统的要求日益趋向于高效、高精度、高适用性。地基红外辐射测量系统承担着各类目标的辐射测量任务,其辐射测量精度很大程度上决定了系统整体性能的优劣。由于测量实验条件的复杂性和目标的多样性,提高红外成像系统的辐射测量精度是实现各类目标识别探测和红外性能评估的重要研究方向。目标红外辐射测量的误差来源主要包括光学成像系统影响、定标误差、大气传输模型误差以及目标红外成像特征信息的提取误差等。本文在深入分析红外辐射测量原理及测量误差来源的基础上,对红外辐射特性及其关键测量技术进行了进一步的研究,开展了红外辐射测量系统响应特征及辐射定标技术的研究、红外大气传输修正技术的研究以及红外辐射反演算法的研究,本论文主要完成的研究工作如下:(1)深入研究红外辐射在成像系统中的传递与转化过程,推导出红外辐射测量系统的线性响应特征模型,建立目标辐射输入与系统灰度输出的响应关系。并在此基础上提出了一种基于干涉的光学系统焦距测量方法,实现了对系统焦距的高精度测量,进而从理论上计算出红外辐射测量系统的响应特征参数,为外场辐射定标技术研究提供理论支持。(2)在分析环境温度变化对辐射定标精度影响的基础上,建立了一种考虑积分时间与衰减片透过率的高效辐射定标模型。有效缩短了辐射定标的时间,减小了环境温度波动造成的灰度温漂对辐射定标的影响,提高了外场环境下系统辐射定标精度。(3)在分析了现有红外辐射大气传输修正方法的基础上,提出了一种基于神经网络的非线性大气修正方法,有效预测目标至红外辐射测量系统间的大气透过率和程辐射,提高了红外辐射在大气中传输的修正精度,进而提高了目标的红外辐射测量精度。(4)通过对目标红外辐射反演算法的研究,建立了关于积分时间和衰减片透过率的辐射测量模型。利用基于迭代法的图像阈值分割技术,提取目标红外图像的灰度信息,并且根据目标成像的尺寸特征,建立点目标灰度模型,提出了一种基于能量守恒的点目标辐射测量反演算法,有效的提高了点目标的红外辐射测量精度。本论文通过对地基红外辐射测量系统测量原理和方法的研究,在大量理论分析和实验验证的基础上,推导并提出了多种红外辐射测量的关键技术。对现有的红外辐射测量方法进行了改进,有效的提高了红外辐射测量的精度。本论文的研究成果对优化红外辐射测量方法及提高系统红外辐射测量精度具有重要的理论意义和实践参考价值。