在紧急搜救和军事防御等领域往往需要大量的红外目标特性和试验数据，然而在实际应用中即使投入大量的人力和试验费用，实拍各种场景或气象条件下的红外目标图像也很难满足要求，特别是一些军事目标或恶劣环境下的红外图像的采集和获取。计算机仿真技术能够方便的合成恶劣自然及地理条件下外场试验无法拍摄的热红外图像，节约了大量的人力物力。本文根据物体热辐射和传热学基本原理分析了目标的热平衡过程，对空中目标、地面目标、海面目标和空间目标展开模拟。所做的主要工作和取得的成果如下：(1)模拟产生了飞机、坦克、舰船和空间目标红外图像。首先建立了目标的热平衡模型；然后根据各目标的红外辐射情况将目标表面划分成一个个小的表面元，通过模型计算或经验值获得目标的温度分布，以此计算目标的红外辐射；最后量化生成灰度图像。空间目标由于视距远，忽略细节，将其抽象为一个亮度从圆点向外渐减的亮圆，添加大气衰减影响，实现红外目标模拟。(2)基于复杂背景的红外图像合成。将(1)中模拟产生的目标红外图像与不同背景合成，以生成复杂场景中不同信噪比的目标图像。首先，根据目标距离红外成像器的方位，将目标和背景红外图像做相应的几何变换；然后，对目标和背景图像做归一化处理，包括背景图像的灰度变换以及对目标与背景图像的预处理；最后，采用建立统一坐标系或者坐标变换的方法将目标与背景图像合成。(3)参与设计并实现了以FPGA+DSP为核心架构的CPCI红外图像采集和生成硬件板卡，搭建了以CPCI工控机、CPCI图像模拟卡和通信控制CPCI卡为平台的红外目标生成、图像合成和图像回放演示验证系统。该系统采用Labwindows/CVI编写上位机软件，整个系统，界面美观，操作方便，可以根据环境温度、光照、风速和波段等参数生成/合成不同类型的单帧或序列红外图像。该模拟系统已在863课题中得到实际使用，为863课题的调试和验收起到重要作用。