本文利用计算机仿真技术,对天空背景下红外搜索跟踪系统的成像特征进行了高真实感的仿真研究,搭建了一个可信、可靠的仿真环境,能够快速、灵活地渲染输出高逼真度的红外仿真图像,弥补了外场试验数据获取严重受限于天气条件、时间和成本的不足。仿真结果可用于红外搜索跟踪系统中的目标检测跟踪算法的研究,能够积极地促进目标检测跟踪算法的改进和性能提升。本文针对红外搜索跟踪系统的成像仿真需求,主要研究内容如下:(1)对红外搜索跟踪系统的组成结构进行分析,明确了每个模块的工作过程,重点研究了红外搜索跟踪系统搜索和跟踪过程的工作原理。然后分析对比了红外搜索跟踪系统几种全景成像模式,并对基于反向扫描补偿全景成像模式中的像移补偿原理和工作机制进行了深入研究。(2)按照全链路成像的机理,从导弹目标、天空背景、大气效应和成像系统方面建立了一个红外场景的模型,然后基于红外搜索跟踪系统的特点,在场景中添加云和飞鸟等干扰要素的模型。(3)分析了在面阵探测器旋转扫描的过程中,由于探测器和目标的相对运动而造成了图像模糊的原因,然后建立了图像模糊的退化模型。基于红外搜索跟踪系统在方位360~?范围内对目标进行搜索、探测的特点,建立了红外搜索跟踪系统针对空中目标的周视扫描模型。(4)以OGRE渲染引擎为基础,从目标、背景和干扰三个方面构建复杂的仿真场景,并从几何尺度和辐射特性两个方面验证仿真结果的逼真度。然后根据实际需求设置相应的仿真条件,结合红外搜索跟踪系统的搜索和跟踪两种工作方式,得到不同干扰和突变情况下的仿真图像。对结果进行分析表明,利用本文给出的仿真方法获得的仿真结果可以有效用于目标检测跟踪算法的研究。