飞行器高速飞行时,头部产生压缩气体流场,使得机载光学系统接收到的目标图像产生气动光学成像偏移。气动光学成像偏移是影响精确制导武器装备发展的重要因素之一,与之相关的研究具有重要的军工应用价值。在气动光学研究中,都离不开对成像偏移的计算和分析,本文以典型飞行器为例,开展基于反向光线追迹的气动光学成像偏移工程估算研究。首先,本文提出了一种气动光学流场反向光线追迹方法,用于气动光学成像偏移的计算。与正向追迹不同,反向追迹的方向是从内部传感器到远方目标。沿着这个方向,追迹从内部传感器开始,依次经过机体内部气体区域和气动光学流场,最后到达自由流。追迹过程中计算了每一步追迹坐标值,以及对应点的密度和折射率值。为了使追迹自适应地停止在气动光学流场外缘,文中还提出了一种反向光线追迹停止准则,避免了自由流中的冗余计算。其次,在光线追迹计算像偏差和角偏差时,分析了追迹步长对成像偏移的影响。追迹主要采用Runge-Kutta法,在追迹过程中,使用了四边形网格插值。基于典型飞行条件马赫数3和攻角0度,给出了不同高度、不同视线角的一系列成像偏移工程估算结果。最后,为了实现实际工程中气动光学成像偏移的快速估算,引入具有全局搜索能力的CPSO优化LSSVM预测模型中的参数,构建了气动光学成像偏移预测模型。首先在模型中利用混沌序列对粒子位置初始化。然后利用混沌算法进行早熟收敛的判断和处理。当算法陷入局部极值时,调整群体极值位置,扰乱粒子当前搜索轨迹,使粒子搜索新的邻域和路径,增加了跳出局部最优的概率。