随着红外辐射特性测量的深入研究以及红外技术应用的快速发展,目前空间目标的红外辐射特性信息受到了越来越广泛的关注。对于远距离空间目标而言,其温度是表现目标工作状态与性能的重要参数之一,对判别其运动状态和预测其态势发展等具有重要的参考价值。远距离空间目标的红外辐射特性可直接反映出目标的物理特性,获取目标的红外辐射特性信息再结合相应的辐射定标方法可以定量反演目标的辐射亮度和温度等信息,便可以实现对空间目标的深度识别。目前常用的对目标进行红外辐射测量的系统都是利用探测器对应响应波段的全谱段辐射亮度积分测量,但该方法都是基于假设目标发射率为定值测量的,测量的只是目标的表观辐射亮度和表观温度等相对信息,无法满足对目标进行真温测量。多光谱辐射测温法可以利用目标的光谱来获取目标的真实温度信息,相比于常用的单波段辐射特性测量法优势明显,测温精度高。具体来看,本论文主要完成了以下六个方面的研究工作:（1）对红外探测技术、多光谱辐射测温技术和目标辐射特性测量技术进行了深入调研,介绍了红外辐射的基本理论和常用辐射定标方法的理论模型,为后续光谱辐射测温方法的提出奠定了坚实的理论基础。（2）设计了一款中红外多光谱辐射测温系统,结合技术指标对器件选型进行了详细的理论推导。多光谱测温系统内部核心仪器为无狭缝光栅光谱仪,可以大大降低对空间目标的跟踪和稳定精度的要求。中红外多光谱辐射测温系统是开展目标温度测量的重要前提,为后续内外场实验的开展做好提前准备。（3）结合目前常用的基于灰度值和目标辐亮度定标方法的缺点,为解决定标模型中响应率会随成像距离的变化而变化从而导致测温精度下降的问题,提出了一种基于距离修正的辐亮度光谱辐射测温方法。从光谱维度改善了红外辐射定标模型,并将目标光谱的分布趋势与黑体辐射曲线进行拟合,利用经距离修正后的响应率,来保证对目标温度进行高精度测量。（4）针对未知目标发射率对测温模型的影响,提出了一种基于目标光谱的多波段辐射测温方法。该方法以图像中较高的光谱分辨率为基础,假设相邻光谱通道之间目标的发射率相等,并通过相邻光谱通道数据的比值来构建测温模型,克服了常用定标模型中假定目标发射率为常数且适用于全部探测距离而导致测温误差大的弊端,从理论上可以消除距离和目标发射率的影响,进而实现目标的真温测量。（5）复杂多变的环境会严重影响测温精度,针对环境温度对多波段辐射测温模型的影响,介绍了利用环境温度实现对测温模型中偏置项修正的方法,进而减小环境温度对测温模型的影响,提高目标的测温精度。（6）针对外场实验数据,计算了不同距离不同温度下目标光谱图像的信噪比,并结合两种测温方法的反演误差,分析信噪比与测温精度的关系,为多光谱辐射测温系统应满足的信噪比需求提供指导。本文主要对小目标多光谱红外辐射测温方法进行深入研究,研制了中红外多光谱辐射测温系统,开展了大量实验工作。经外场实验验证,本文提出的基于距离修正的辐亮度光谱辐射测温方法,测温平均误差为0.8851%,整体测温误差均在3%以内;如固定使用实验室标定的系数,测温平均误差在12%左右,最大测温误差约为25%,显而易见该方法可以提高测温精度。本文提出的基于目标光谱的多波段辐射测温方法在外场环境的测温平均误差为2.0226%,最大测温误差在3%附近;经偏置项修正后,测温平均误差为1.1818%,整体测温误差均在3%以内,使用偏置项修正模型可以有效降低测温误差。本文的研究成果对多光谱辐射测温系统的设计具有重要参考价值和目标光谱辐射测温的工程应用具有一定的实用价值。