为了能够通过水平大气能见度判断可实现的最大通信速率,基于Mie散射理论和脉冲多路径效应,建立了通信速率与水平大气能见度的数学模型;通过蒙特卡罗仿真,得到了800 nm和1550 nm波段的气溶胶散射粒子的散射参数,给出了2~25 km水平大气能见度下两个波段产生的脉冲展宽曲线,分析了初始脉宽、脉冲位置调制元数、水平大气能见度对最大通信速率的影响。结果表明,1550 nm波段具有更好的通信效果;随着水平能见度的提高,可实现的最大通信速率也在提高,且在良好的水平能见度下选择小的初始脉宽和较低元的脉冲位置调制,能最大程度地提高深空激光通信速率。

基于大气信道内的空间激光通信演示验证实验，对系统光斑跟踪精度的影响因素进行了分析，研究了大气湍流对光斑跟踪精度的影响，建立了光斑质心检测模型，设计了一套信标光光斑粗精复合跟踪系统.搭建了室内测试实验系统，完成了大气湍流对光斑跟踪精度影响的测量，结果表明在中弱湍流时，跟踪精度随湍流增大有近似线性关系，系统整体跟踪精度在5~15 μrad之间，可较好地完成光斑跟踪功能.在野外环境开展的飞机-飞机激光通信演示实验中，对伺服系统的跟踪性能及跟踪精度进行实际测量，整体跟踪精度不大于15 μrad，与室内实验测试系统基本一致.

大气湍流参数是评价大气信道对空间激光通信系统性能影响的重要依据。根据机载平台的运动特点，采用差分像运动法并利用夏克-哈特曼传感器与指向、捕获、跟踪伺服单元等设备，在加格达奇地区开展了不同海拔高度下大气湍流参数的分层测量实验。结果表明，在Kolmogorov湍流条件下，该地区日间大气湍流强度随海拔高度的增加而减弱，并在该变化趋势上叠加了大气湍流强度的随机起伏；大气覆盖逆温层顶层海拔高度范围为2.2～2.8 km，海拔高度为3.5 km的大气相干长度的变化范围为10～26 cm。该研究为机载激光通信系统的性能分析提供了重要的参考。

由于视觉背景提取算法(ViBe)对存在动态背景的户外视频的前景检测结果依然不够精确, 故提出了一种改进的ViBe算法。文中描述了经典ViBe算法及其特点; 介绍了改进的ViBe算法针对动态背景的改进措施。该算法采用多帧连续图像初始化背景模型, 降低了单帧图像初始化所产生的“鬼影”对前景检测精度的影响; 在匹配过程中, 引入自适应的匹配阈值, 克服了单个的全局阈值对动态背景适应能力差的问题; 最后, 在更新过程引入空间一致性判断与模糊准则来减少算法的误检, 提高了算法的鲁棒性。实验结果表明, 该算法可以有效地检测动态背景下的运动目标, 检测准确率比经典ViBe算法提高了20%以上。

针对传统摄像机标定算法中摄像机内外参数与镜头畸变之间存在耦合，提出了一种将镜头畸变从摄像机参数中分离出来单独求解的算法。算法基于“三维空间中的直线经过遵循透视模型的相机投影，在相机平面上仍是直线”这一基本属性。对于无畸变图像，直线上任意两特征点构成的共线向量外积应为零向量。利用非线性优化方法求解畸变参数，讨论了畸变中心与畸变系数之间的耦合性。设计了一种畸变校正效果评估方法，证明了结果的正确性。完成畸变校正后，摄像机的内外参数可线性求解。实验表明，该方法仅需一张图片即可完成所有摄像机参数的求解，提高了标定效率，且稳定度高，精度与传统标定方法相当。

为了使低动态范围(LDR)图像采集设备能够生成高动态范围(HDR)图像, 研究了对同一场景进行多次曝光生成HDR图像的技术, 提出了不苛求输入图像为低噪声的CCD辐照度标定方法。为避免参数个数过多导致参数求解偏离全局最优值, 构建了大幅削减参数个数的能量函数, 该能量函数由CCD辐照度响应曲线参数模型、残差惩罚函数、权重函数3部分组成; 分别使用低拟合误差的EMoR参数模型、抑制图像高斯噪声的平方和残差惩罚函数、平衡图像噪声与截止域干扰的权重函数最优实现能量函数的各个部分, 继而通过快速迭代和精确迭代相切换的Levenberg Marquardt(LM)算法最小化能量函数求解参数。实验结果表明, 依据图像噪声大小和参数模型参数个数的不同, 拟合响应曲线的均方根误差RMSE∈[0.0022, 0.0163], 精度提高了39%~90%, 处理时间缩短了38%~56%, 得到的HDR-LDR映射图更忠实地反映了LDR图像序列的色彩特征, 且明暗细节清晰可见。

光子晶体因其具有光子局域和光子带隙这两大特征，而使得传统物理过程在光子晶体中有新的特点和变化，能量传递就是其中之一。分析了光子晶体中发光体的能量传递现象，并探索了其过程作用机制。采用了偶极-偶极共振相互作用模型，对理想一维光子晶体中带隙调制下的能量传递过程进行了研究，利用微扰法与色散关系的计算引入获得跃迁矩阵，并运用其对影响光子晶体中能量传递的因素和机制进行了相关讨论。

为了更好的贯彻国军标GJB151A和GJB152A-97,提出了对传导与辐射测试项目的适用范围、频率范围、极限值大小进行剪裁的方法。通过对整流器和输入平滑滤波器上的共模与异模电流的计算得出,当测试频率为400 Hz时,若被测设备功率＞0.2 kVA且负载电流＞1 A,允许将CE101项极限值放宽5 dB。根据开关电源的拓扑结构模型与典型的开关电流波形,推导出当测试频段低于2 MHz时,允许将CE102项极限值放宽10 dBμV。通过RE101项测试配置图,得出距离发射源7 cm处测量的磁场密度极限值应是:30 Hz时为100 mG;60 Hz时为25 mG;120 Hz时为6.6 mG。根据发射源到接收天线耦合模型,确定在2~30 MHz频段中,RE102项的极限值不得剪裁。依照军标GJB3567-99《军用飞机雷电防护鉴定试验方法》以及在实际飞行场地中采用410A敏感度测试系统进行测试,结果显示,通过剪裁测试的无人机各机载设备能正常工作,未出现任何设备失灵或降级情况,说明该剪裁法能够满足无人机电磁兼容的要求。