目标红外辐射特性研究无论是在民用还是军事,理论还是实践都有着十分重要的研究意义。能根据探测目标选择系统的波段以及性能;能为检测、跟踪提供一些基本的光谱特征;能帮助红外探测以及隐身提供依据,增强侦查与反侦察能力。在林火检测、海上救援、夜视侦查、导弹防御等方面有着广泛应用。红外辐射特性测量是利用成像系统获取目标在某一波段下的辐射图像,根据系统辐射标定、大气修正算法及特性反演得到目标辐亮度、辐射能量。针对目前辐射特性研究实验中反演特性精度有限的问题,本文设计了一套完整的提高精度的辐射测量方法。本文从理论仿真和测量实验两个方面对目标的红外辐射特性进行了深入研究。研究了辐射传输的理论基础及影响因素,提出了红外光学系统标定的快速定标方法,以及能够提高精度的合作方案下大气修正方法,并通过实验对辐射测量结果进行了分析。主要研究内容及成果如下:1.波段选择及技术路线制定。基于理论和实际测量数据的分析,研究了光学系统性能及不同波段探测器的特点,分析了地面典型目标和背景的辐射特性;并从实验角度出发,研究了辐射测量系统组成,制定了目标红外辐射特性测量的技术路线:辐射定标、大气修正、目标反演。2.辐射定标技术。针对系统在不同积分时间下响应不同的问题,研究了系统输出与积分时间、入射辐射之间的关系,提出了一种快速辐射定标的方法,完善了模型,实现了误差在1%以内的精度。利用高精度面源黑体对长波探测器进行非均匀校正和绝对定标,以及用中波探测器在恒温箱内进行不同背景温度下的实验验证了方法的正确性。3.大气修正技术。研究了利用大气传输修正软件和基于黑体的实时校正方法,提出了一种结合两种方法的合作方案,既能保证实用性又能提高精度,实现了10%的精度提高。利用大气传输修正软件MODTRAN仿真分析了成像过程中大气吸收、气溶胶散射、传输距离等因素对中波3~5μm和长波8~12μm辐射特性研究的影响;对太阳光度计CE318反演气溶胶厚度的算法进行了研究;用不同方法对不同距离下的目标进行了大气修正、目标反演实验。综上所述,本文提出的目标红外辐射测量方法可行、有效,对日后的理论与实验研究有一定的意义和参考价值。