在大气中红外制导飞行器高速飞行,由于头部会与来流之间发生剧烈的压缩、摩擦等作用,从而产生复杂的湍流流场。这些复杂的湍流流场会产生气动光学效应,使光学系统接收到的目标图像发生气动光学成像偏移,这将会影响飞行器的精确瞄准,严重影响制导的精度。在气动光学的研究中,对气动光学效应的分析和预测,已经成为了现代飞行器重要的研究任务之一。在本文中,首先对气动光学效应的研究背景及意义进行了分析,较详细的阐述了近些年来气动光学效应的研究历史,并介绍了本课题主要的研究内容和论文章节安排。其次仿真部分采用流体力学技术,对飞行器头部进行建模和网格划分,在有限元分析软件中计算了飞行器头部附近流场的密度,得到了不同状态下的气动光学流场分布。然后在光学计算部分采用四阶龙格-库塔法（Runge-Kutta）进行反向光线追迹,得到了不同飞行条件下的气动光学成像偏移。研究了飞行器的飞行高度对气动光学成像偏移的影响,引入了正交阵列进行试验布置,在0-25千米的高度范围内,获得了九组具有代表性的气动光学成像偏移和成像偏移斜率,结果表明:1)随着高度的增加,成像偏移逐渐减小。2)随着高度的增加,成像偏移斜率由负值趋近于零,也表明较低高度的变化会引起较大的成像偏移,成像偏移对较低高度的变化更敏感。最后通过回归预测算法实现了由已知飞行工况的成像偏移数据对未知数据的快速估算,建立了改进麻雀搜索算法优化BP神经网络的气动光学效应快速估算预测模型。麻雀搜索算法中的麻雀个体通过直接跳跃到当前最优解附近的方式收敛于最优解,从而造成了该算法全局搜索能力较弱,且易陷入局部最优,针对此缺点,引入鸟群算法的飞行行为的思想进行改进,使得加入者可以以一定的概率向发现者靠近,缩短了算法的运行时间,保证了全局收敛和种群的多样性。使用了四个测试函数对改进的麻雀搜索算法性能进行评测,评测结果表明改进的麻雀搜索算法的收敛速度快,寻优能力强。