现有的目标侦查/探测红外系统主要有:红外成像探测系统、成像光谱系统。红外成像探测系统在目标识别方面存在不足,特别是在目标形状大小相似的情况下,且在远距离、低分辨率条件下的探测效果也不理想;成像光谱系统对整个场景进行光谱成像,获取的高光谱数据无用信息量多,数据冗余量大,且不适合测量动目标的红外光谱。所在课题组研制的三套地基图谱关联探测系统采用共口径共光路的设计,可以在红外成像的同时,通过扫描捕获目标并对目标进行跟踪精准测谱。本文在此基础上,针对图谱关联探测系统应用于空基载荷的轻小型化、空基环境恶劣等问题,开展了空基图谱关联探测系统的设计与研究,并分析了图谱关联探测系统的性能。为了给图谱融合探测识别提供理论支撑和数据验证,本文还提出了典型目标红外图像/光谱的仿真方法。首先,本文开展了应用于空基载荷的图谱关联探测系统设计研究。针对空基载荷应用条件,分别从外形、结构组成、光学头罩、伺服机构、减振系统、热温控等方面进行了研究。其次,本文开展了图谱关联探测系统性能分析研究。提出成像探测距离计算模型和光谱探测距离计算模型,通过计算红外成像探测信噪比、光谱探测信噪比,从而得出图谱关联探测系统的探测距离,并和实测的数据进行了对比验证。还提出了图谱融合探测识别真假目标的方法流程,其中包括利用光谱数据反演目标亮温和发射率的方法,并利用实测光谱数据给出了反演结果。最后,本文针对现有公开的图谱数据稀少,提出了红外图像/光谱仿真的方法。具体为:几何建模、温度场计算、大气模型的建立、目标像方辐射计算及图像灰度量化。对比分析飞机舰船目标的仿真结果以及实测数据可发现本文的仿真方法简单有效且可信度较高。