在目标多样化、环境复杂化的探测背景下,单一的探测模式往往有一定的局限性,论文工作基于课题组采用的一种多模态的探测方案,将红外图像探测与光谱探测的优势相结合,此前图谱关联探测设备研制已经经历了四个阶段,其中前三阶段设备为地基探测设备,第四阶段设备为空基探测设备的首次尝试,为满足新要求空基载荷条件下轻小型化、高实时性的要求,需开展满足新阶段要求的设备研制。论文对新阶段下图谱关联探测设备小型化信息处理系统开展了深入的研究工作。针对新空基平台的轻小型化约束要求,论文工作根据新阶段设备性能需求,完成了信息处理系统的外围结构设计、硬件载板设计、总体硬件架构设计、信号处理板关键电路设计以及PCB设计工作,实现了信息处理系统的轻小型化设计目标。针对系统信息处理高实时性需求,信息处理系统的设计基于DSP+FPGA+ASICs架构,论文工作以FPGA芯片为预处理及逻辑控制单元,以DSP芯片为主处理单元,协同多级滤波ASIC和标记ASIC完成图像处理任务。根据系统的数据处理流程,为实现系统功能,设计了各模块间的接口,并进行了测试工作,实现了小型化设备信息处理系统各模块间的高速数据传输。针对高速时敏目标的检测跟踪识别问题,在信息处理系统上,通过芯片间的任务调度,实现了典型任务下图像的预处理算法、目标的跟踪检测算法、图谱融合目标识别,充分发挥了系统芯片异构、算法并行处理的优势,通过分析系统对时敏目标进行检测跟踪识别的处理结果,验证了小型化图谱关联探测设备在复杂环境下的可行性。