热红外高光谱成像系统在目标探测与识别方面有非常显著的作用效果。与国外相比,我国的热红外高光谱成像技术还未开展系统化研究,与国际上快速发展的形势形成巨大差距。本文对热红外高光谱系统展开研究,通过整体结构制冷来抑制背景辐射,并通过算法进一步提高光谱图像信噪比,提取目标光谱曲线,为热红外高光谱系统的进一步实用化提供基础。　　 论文对系统背景辐射进行仿真分析,并通过全光机系统制冷的方式抑制背景辐射,得到了与理论分析一致的实验结果:分析系统噪声特性,得到系统优化配置方案,提高系统性能,为系统小型化提供依据:设计热红外系统读出电路以及数据采集分析软件,完成热红外高光谱系统的数据采集、分析和处理功能:对热红外系统数据处理技术进行研究,包括高光谱系统的盲元检测补偿、非均匀性校正算法、基于MNF(Minimum Noise Fraction)算法的光谱图像降噪、基于热对数残留法(thermal log residual)的光谱特征提取,以上算法大大提高了系统的空间和光谱识别能力；搭建实验室热红外高光谱系统,对系统各项指标进行测试,在不同条件下进行系统成像,得到热红外高光谱图像以及对应的数据立方体。论文的创新点主要体现在:　　 (1)在国内率先开展了热红外高光谱成像系统研究,构建了完整的系统(空间分辨率达0.75mrad,光谱分辨率达54nm,NETD达0.26K,具有30个光谱通道),并且得到了热红外高光谱的实验结果。　　 (2)分析并验证了光机辐射的背景杂光对热红外高光谱系统成像性能的影响。　　 (3)采用MNF算法去除热红外高光谱图像噪声,提高了光谱图像的信噪比。　　 (4)采用热对数残留法剔除了热红外高光谱信号中的温度成分,得到目标的比辐射率光谱曲线,提高了光谱识别能力。