建立了空间热流的计算模型和空间气球与包络球的温度场计算模型；然后建立了两者红外辐射强度空间分布的计算模型；最后计算了空间气球与包络球在白天和夜间两种条件下的温度场分布，并详细分析了两者温度场分布以及3～6 μm 和6～16 μm 两个波段内红外辐射特性的差异。结果表明包络球与气球在飞行过程中的红外辐射特征极为相似，采用包络球的方式可以很好地对空间目标进行伪装。本研究结论对于空间目标的红外伪装与探测具有参考价值。

空间热流计算是空间目标热特性及红外特性分析的基础, 针对传统蒙特卡洛法在计算空间目标热流时存在耗时较多的不足, 提出了基于图形加速的改进的蒙特卡洛热流计算方法, 并分别采用传统算法和改进算法计算了卫星的太阳热流, 数值分析表明改进算法在保证同等计算精度的前提下, 显著提高了卫星太阳热流的计算速度。

针对空间目标红外特性研究中，忽略多层隔热材料的影响或将其传热过程等效于绝热稳态过程的不足，考虑多层隔热材料中的实际传热方式，分别建立了卫星表面多层隔热材料中辐射换热、间隔层固体导热和残留气体导热的温度计算模型；根据模型计算分析了卫星表面多层隔热材料中不同传热方式对自身表面温度及3~6 μm和6~16 μm两个波段红外辐射特性的影响；结果显示多层隔热材料中不同传热方式对卫星长波红外辐射特性的影响大于中波红外辐射特性，文中对于提高空间目标红外辐射特性的计算精度具有参考价值。

为克服点光源近似条件下设计得到的自由曲面应用于扩展光源系统时均匀度降低的缺点，基于偏微分方程法提出了一种反馈优化算法.建立了扩展光源辐射模型，在点光源近似条件下求解偏微分方程数值解得到初始曲面结构; 讨论了光线传输方向经过轴线时该初始结构在应用于扩展光源均匀照明系统时的不足.提出以初始仿真结果中目标面上的照度分布作为反馈，通过重构目标面划分来实现曲面二次优化设计的方法，并利用TracePro进行了光线追迹仿真实验.模拟计算了500万条光线、直径3 cm的扩展光源在距离30 m、直径10 m的照明区域内的照度分布，发现优化前后目标面上照度均匀度从60%提高到90%以上，证明了该反馈算法能够有效提高目标面上照度均匀性，对提高实际光学系统的照明效果具有一定的指导意义.

基于Hu不变矩的尺度不变性, 以图像的不变矩特征作为输入, 建立基于批训练的改进型误差反向传播 (BP)神经网络。运摘用基于 Bayesian正则化的 Levenberg-Marquardt算法优化误差函数计算精度, 改进网络, 实现参数最优化组合。通过 MAT. LAB环境, 建立了基于不变矩的改进 BP神经网络目标识别模型。实验表明, 该方法实现了对目标的准确识别和对干扰图像的正确判断。

建立了完善的卫星温度场与红外特性的理论计算模型，并对卫星3～6 μm 和6～16 μm 波段的红外热像进行了可视化仿真。首先根据卫星、地球和太阳的位置关系，计算了卫星接收的空间热流；然后利用有限元法求解瞬态热平衡方程得到了卫星的表面温度分布；最后在3～6 μm 和6～16 μm 波段分别计算了卫星的红外辐射出射度并对卫星的红外热像进行了可视化仿真。研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。

引入双向反射分布函数(BRDF)分析卫星可见光散射特性。建立卫星结构模型并分析了太阳在大气层外可见光辐射照度，将单一波长BRDF测量方法扩展到可见光波段的加权平均测量，利用BRDF经验模型和实验获得的表面样片的实验数据，数值求解出卫星表面材料的BRDF的三维特性。最后分别在漫反射和非漫反射两种条件下，计算出卫星可见光散射强度的空间分布，为空间目标的可见光探测与识别提供依据。

由于卫星表面热控涂层在空间恶劣环境下发生性能退化，导致实际参数与设计参数发生偏差，而重复计算卫星温度场和红外辐射耗时非常大。本文首先根据地面模拟实验数据建立了热控涂层性能退化模型，然后在卫星温度场和表面红外辐射计算模型的基础上，推导了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度的计算公式。结合具体的卫星模型和轨道参数，求解了卫星表面节点温度灵敏度和红外辐射灵敏度。结果表明，热控涂层性能退化造成的卫星红外辐射特性变化，可直接利用卫星红外辐射灵敏度来分析，避免了卫星温度场和空间红外辐射的重复计算。

建立了完善的卫星温度场与红外特性的理论计算模型。首先根据卫星、地球和太阳的位置关系，计算了卫星接收的空间热流；其次利用有限元法求解瞬态热平衡方程，得到了卫星的表面温度分布；然后在3~6 μm 和6~16μm 波段分别计算了卫星作为点源时的红外辐射强度空间分布；最后比较了卫星、卫星本体和卫星太阳翼在红外双波段的辐射强度，并详细分析了空间热流对卫星红外特性的影响。文章的研究结果对于空间目标的红外探测与识别具有参考价值。

建立了在理想和非理想两种情况下空间目标表面隔热组件温度的计算模型，充分考虑了隔热组件传热的影响 因素，并通过数值计算得到了隔热组件在太阳直射时各层温度的变化。从计算结果可看出多层隔热组件良好的绝热效果，最外层和最 内层的温差可达到130K。同时分析了不同太阳入射角对隔热组件表面温度的影响，阴阳两面的最大温差可达到240K。最后对 隔热组件的表面辐射通量进行了计算，为卫星的红外隐身提供依据。