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当前空间遥感应用对探测系统的时空分辨率和灵敏度的要求越来越高,时间延迟积分技术可以在不降低系统时空分辨率的前提下提高灵敏度,因此在空间遥感中得到了广泛应用。随着红外焦平面探测器的发展,开窗技术的出现使面阵探测器实现片外数字TDI成为可能,从而面阵探测器可以实现开窗扫描和步进凝视相结合的混合探测模式。本文对混合探测模式中的红外焦平面探测器开窗扫描数字TDI技术进行研究,分析数字TDI技术对探测系统时空噪声的影响及其影响因素以及高帧频探测对数字TDI探测系统的影响。主要研究内容如下:1)对面阵探测系统噪声来源进行分析,建立系统时间噪声模型,研究了TDI对含有不同种类噪声信号信噪比的提升效果并进行了仿真。2)分析了TDI对系统信噪比提升效果的影响因素,定义信噪比提升倍数同理论值偏差的百分比,以此将信噪比提升效果进行量化,在量子噪声为主要噪声条件下TDI级数达到40级时偏差达到10%。在20级数字TDI下,点目标的单帧信噪比由6.9增加到10.2。3)由面阵探测器的非均匀性来源建立了面阵探测器空间噪声模型,以此研究TDI对探测系统非均匀性的影响,并对行列别进行了研究。在64级数字TDI下,行非均匀性由5.76%下降到0.019%,列非均匀性由6.545%下降到1.09%。4)分析了现今开窗高帧频探测对TDI探测系统的影响,分别从扫描速度、系统扫描速度匹配和上位机数字TDI实现三个角度进行分析,并研究了利用高帧频探测数据实现上位机数字TDI的方式。5)搭建了红外面阵扫描探测系统,基于此系统进行了探测数据采集和数字TDI成像实验以及点目标扫描探测实验,测试了其时空噪声,验证了TDI对系统时域噪声和面阵非均匀性的影响,分析了TDI对点目标探测的影响。利用高帧频探测数据实现上位机数字TDI,验证了开窗高帧频探测对TDI探测系统的影响。