天基动目标光学探测是一种利用天基平台搭载的光电探测系统实现对空中动目标进行精确实时探测与监视的技术,对于未来空间态势信息获取、攻防作战及军事部署等具有重要意义。针对天基动目标探测链路仿真与探测系统性能的研究能够为探测系统设计、性能评估以及信息处理算法等提供理论指导或科学依据,从而大大提升天基动目标探测系统的探测性能。而目前国内在天基探测与监视领域的研究处于发展阶段,很多指标的提出仍缺乏科学依据。本论文立足于天基动目标探测全链路,开展目标可探测性分析,并建立探测链路仿真模型及系统探测性能表征模型,分析影响系统探测性能的关键因素,可为天基目标探测系统设计与优化提供支持。具体研究内容如下:(1)从目标与背景的物理特性出发,在背景杂波表征模型的基础上,以最大化度量目标与背景杂波的差异度为目的,提出了目标可探测性的表征方法。利用该方法,选择典型隐身飞行器和云背景为应用案例,分析了在不同背景下,不同探测角度与探测波段情况下的目标可探测性,并以此为依据提出了探测波段的优选建议。(2)基于天基动目标探测系统工作原理及探测性能影响机理,分析了影响系统探测性能的主要链路环节因素,并建立了天基动目标探测链路仿真模型,其中包含探测体制、探测方式的模拟仿真以及信号电子数模型、传递函数(MTF)模型、系统噪声模型、量化模型,全面覆盖了探测链路全过程。利用该模型可实现不同探测方案及探测系统参数下的图像仿真。(3)结合目标信噪比、检测概率、虚警概率等经典指标,构造了相对探测性能评价指标(RDW),同时分析了探测系统参数对RDW的影响规律。并针对它们之间的复杂非线性关系,利用基于遗传算法的误差反向传播神经网络(GA-BP神经网络),建立系统探测性能表征模型。利用该模型进行了探测系统MTF、信噪比以及非均匀性与系统探测性能的影响关系分析实验。(4)开发了天基动目标探测链路仿真与性能评估算法软件,该软件具备目标/背景辐射特性数据检索与融合、天基动目标探测链路仿真成像、系统探测性能评估等功能。并考虑到软件的实用型与可操作性,采用模块化搭建方式,各模块相互独立,用户可根据不同任务需求,选择相应的模块进行仿真实验与分析,可为天基动目标探测系统性能分析、评估与优化设计提供支持。