高光谱目标检测中背景信息的统计往往受到目标信息的干扰，而高光谱图像中存在的大量混合像元会进一步加深这一干扰。为了准确统计背景信息、显著降低目标像元对背景统计信息的干扰，提出了一种利用光谱解混合的目标检测算法，通过光谱解混合和目标相似性判断，获取目标端元对应丰度系数，并与光谱夹角系数相结合生成合理的背景加权系数，进行加权约束最小能量算子（CEM）目标检测，从而有效提高混合像元的背景信息统计准确度；利用目标端元对应丰度系数和光谱夹角系数生成初步的目标检测结果，与加权CEM目标检测结果相融合进行进一步优化，有效提高算法稳定性，同时再次提高目标检测精度。实验结果表明：对于模拟高光谱图像和真实高光谱图像，本文算法均得到了较好的目标检测效果，算法稳定性较强，且有效提高了目标检测精度，相比传统CEM算法、基于光谱角的加权CEM算法、归一化丰度系数作为目标结果，AUC值分别平均提高了0.071 2，0.031 2和0.015 0，在高光谱应用中具有较强的实用性。

对InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管进行结构设计与数值仿真，得到相应的电学与光学参数。针对雪崩击穿概率对器件光子探测效率的影响，研究了两次Zn扩散深度差、Zn扩散横向扩散因子、Zn掺杂浓度以及温度参数与器件雪崩击穿概率的关系。研究发现，当深扩散深度为2.3 μm固定值时，浅扩散深度存在对应最佳目标值。浅扩散深度越深，相同过偏压条件下倍增区中心雪崩击穿概率越大，电场强度也会随之增加。当两次Zn扩散深度差小于0.6 μm时，会发生倍增区外的非理想击穿，导致器件的暗计数增大。Zn扩散横向扩散因子越大，倍增区中心部分雪崩击穿概率越大，而倍增区边缘雪崩击穿概率会越小。在扩散深度不变的情况下，浅扩散Zn掺杂浓度对雪崩击穿概率无明显影响，但深扩散Zn掺杂浓度越高，相同过偏压条件下雪崩击穿概率越小。本文研究可为设计和研制高探测效率、低暗计数InGaAs/InP单光子雪崩光电二极管提供参考。

基于衍射成像机理，建立红外合成孔径衍射光学系统调制传递函数（MTF）和信噪比（SNR）模型。随后，基于三维时域有限差分（FDTD）方法计算成像系统衍射效率，进而结合调制传递函数与信噪比表征系统成像特性。最后，分析了不同工作波长、视场和填充因子对主镜成像特性的影响。分析结果表明，红外合成孔径衍射光学系统的衍射效率、MTF和信噪比均具有空变、谱变特性，且随主镜填充因子的减小而降低。当填充因子为0.6时，与理想的全孔径系统相比，MTF积分面积降低45.42%，信噪比减小4.92 dB。该模型可用于分析红外合成孔径衍射光学系统成像质量，为成像系统的设计提供参考。

传统的激光雷达通常采用多普勒效应获得目标的径向速度，但是当回波信号低到单光子水平时就难以实现这种功能。文中探索利用时间相关单光子计数（TCSPC）技术实现测速的方法。搭建了一套高重频、高精度的TCSPC测速系统并开展了实验研究。结果表明，在一定的测速时长下测速误差与单次测距光子计数直接相关，在文中实验条件下单次测距光子计数在1000~5000个时测速误差达到最优。该方法未来有望代替多普勒测速方法，实现对远距离高速运动目标的测速。

综述了非视域三维成像激光雷达技术的研究现状及进展。首先介绍了非视域成像技术的产生背景和基本概念，从多种实现技术中选出最接近激光雷达构型的基于激光脉冲飞行时间测量的非视域成像技术作为文中的综述重点。然后分别从成像系统和成像算法两个方面对国内外的研究进展进行了分析总结，可以看出，未来采用SPAD面阵进行无扫描阵列式非视域成像已成为必然的趋势，而能够适配SPAD面阵的非共焦重构算法也将成为研究重点。这种激光成像雷达新体制未来在**侦察、安防反恐、无人驾驶、灾难救援等领域将有着极其广泛的应用前景。

随着高超声速**技术的快速发展和实战化部署，美国有针对性地提出了建设**太空架构跟踪层计划的设想。首先，介绍了跟踪层卫星主要设计性能参数；其次，建立了跟踪层星座覆盖性能分析模型、探测能力分析模型和跟踪性能分析模型；最后，通过仿真计算对跟踪层系统性能进行了分析，并推断了系统全星座最小卫星数量、探测灵敏度和全球目标最优跟踪精度等核心能力。分析结果对相关系统信息处理算法研究、载荷与星座方案设计具有重要参考价值。