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本文从大气辐射传输方程出发，推导了大气外目标背景对比度的表达式，通过MODTRAN计算得到目标辐射、背景天空辐射以及整层大气透过率，推算了对比度。在分析对比度及透过率在不同光学厚度及各种大气模式的谱分布后，得到了对空间理想目标进行探测的优化波段。
本文从线性混合模型出发，将混合信号向背景信号的正交补子空间作投影，压缩了背景信号，并在此基础上运用匹配跟踪算法选择了对空间理想和实际目标探测的优化波段。匹配跟踪算法可以自动选择探测波段，提高了选择的精度。
本文选择了连续光谱太阳辐射计，测量并分析了在实际大气模式下透过率的谱特征；其次通过整层气溶胶光学厚度和地面大气消光系数，推算了气溶胶标高，得到了其在实际大气模式下的变化规律；最后在以上分析基础上，实现了对大气背景光学特性的研究。
本文利用正交子空间投影理论及匹配跟踪算法对两种大气外实际目标进行了目标探测的优化波段计算。还对已知自身辐射的目标进行了探测波段选择的计算。