地基红外辐射特性测量系统是光学靶场获取被测目标的辐射特性,对来袭目标实施及早探测识别,以及有效评估武器红外波段隐身效果的最为重要的手段之一。随着我国国防武器装备水平不断提高,靶场领域对新研制武器以及各种列装武器的红外性能越来越为重视。亟需完成对各类武器的红外辐射特性测量,因此,对红外辐射特性测量的需求越来越高。靶场测量条件不同于实验室,其环境条件具有复杂性和多变性,且被测目标往往有多样性、不确定性。提高红外辐射特性测量系统在靶场的机动性和适应性且保证红外辐射特性测量精度历来是红外辐射特性测量技术的一大难题。从技术角度分析,红外辐射特性测量的误差来源主要包括系统工作环境的变化、定标误差、大气传输模型误差以及目标成像特性等方面。本论文在深入地研究现有的辐射定标方法、非均匀性校正算法以及目标辐射测量方法的基础上,针对宽动态范围定标方法、宽动态非均匀性校正算法、目标宽动态范围的辐射测量以及目标辐射量的反演算法提高辐射测量精度等方面进行改进。具体说明,本论文主要完成以下几个方面的工作:(1)深入研究国内外现有的实验室和外场红外辐射定标技术,提出更加适用于外场条件的外置扩展源修正内置腔型黑体的宽动态辐射定标方法与宽动态范围的快速定标方法。该方法主要提高外场下系统辐射定标的精度,且能保证辐射特性测量系统的机动性以及动态测量范围。(2)充分考虑红外辐射测量系统非均匀性校正需求的特殊性,基于定标的非均匀性校正方法基础上,提出适合红外辐射测量系统的宽动态非均匀性校正算法。该算法既保证系统辐射测量的有效性,又不会影响测量过程的图像质量且无需间断测量过程周期性的进行非均匀性校正。(3)考虑到外场测量时目标状态变化以及目标特性等诸多因素,为实现目标辐射状态变化的全覆盖,提出利用积分时间与中性衰减片相结合实现红外辐射测量系统对目标宽动态范围测量。另外提出多种提高红外经纬仪测量精度的关键技术,包括基于参考源,扣除背景法和基于正态分布的“3σ”原则修正大气传输修正提高目标的辐射测量的精度。本论文在对红外辐射特性测量系统的工作原理和测量方法进行研究,且经过大量的理论分析与实验验证的基础上,提出针对地基靶场红外辐射特性测量系统宽动态范围的辐射定标方法包括外置扩展源修正内置腔型黑体宽动态范围定标法和宽动态范围的快速定标法。针对红外辐射特性测量系统外场周期性的非均匀性校正且影响测量的问题,提出宽动态非均匀性校正算法。建立宽动态红外辐射测量的模型;针对靶场目标辐射反演受大气传输影响严重,提出基于参考源,扣除背景法以及正态分布“3σ”原则判定目标像元,提高辐射测量的精度。本文的研究成果对进一步开展目标辐射特性测量研究具有重要的理论意义和实践参考价值。