为了提高水平式光电望远镜静态指向精度, 对光电望远镜静态指向修正模型进行了理论分析和实验研究, 建立了水平式望远镜指向模型。首先, 介绍了球谐函数模型和水平式望远镜指向模型, 并对水平式望远镜指向模型加以修改。然后, 对全天区均匀分布的70颗Tycho-2恒星进行实际观测, 获得水平式光电望远镜在L轴和B轴上的指向偏差, 利用最小二乘法对该模型进行拟合, 计算出水平式望远镜指向模型中各待定系数。最后, 采用该指向模型对某型水平式望远镜进行了修正。实验结果表明: 采用水平式望远镜指向模型进行修正后, 望远镜设备总指向精度由修正前的15210″提高到了476″。满足系统总体提出的精度要求, 能够广泛地应用于科研和工程领域。

虽然增加探测器的时间和空间采样频率可以提高亚像元成像系统空间分辨率， 但探测器采集到的数据易发生混叠，使重构得到的图像的分辨率无法达到理想值。本文以3片线阵探测器亚像元成像为基础，提出一种超分辨率重构算法。首先，在高分辨率网格上建立插值模型；然后，辨识插值重构图像在线阵列方向和扫描方向的模糊核，得到整幅图像的模糊核；最后，采用带有Neumman边界条件的梯度平滑正则化模型去除模糊，抑制振铃效应。实验结果表明，该算法使亚像元成像系统分辨率为单线阵探测器无过采样成像系统分辨率的2.6倍；与双线性插值法相比，平均灰度等级(GMG)提高了7.71。该算法可以进一步实现对更多片线阵探测器亚像元成像的超分辨率重构，获取更高的系统分辨率。

由于原始多示例学习(MIL)跟踪的分类效果和实时性较差, 提出了一种加权在线多示例学习跟踪算法。首先, 根据所选定目标位置分别采集目标和背景样本集, 通过对所采集样本集特征的在线学习生成弱分类器集; 然后, 用计算样本集对数似然函数的最大值的方法从弱分类器集中选择K个最优的弱分类器, 给每个弱分类器赋不同的权值, 生成一个强分类器; 最后, 在新的一帧中抽取目标和背景样本, 用生成的强分类器对待分类的目标和背景进行分类; 分类结果映射成概率值, 概率最大样本的位置就是所要跟踪目标的位置。对不同视频序列的测试结果表明, 该跟踪算法的跟踪正确率达93%, 目标大小为43 pixel×36 pixel时处理帧率约为25 frame/s。与原始多示例学习跟踪算法相比, 本算法的实时性提高了67%。

分析了中值滤波及其改进型算法在处理高密度椒盐噪声时效果不理想的原因, 采用变分修复方法来去除高密度椒盐噪声, 基于现有的全变差修复模型提出了非局部全变差修复模型。 该模型利用椒盐噪声特点(均匀分布、灰度值为0或255), 将噪声点看成是图像中遗失或是破损的点, 首先在图像中寻找与噪声点邻域相似的区域, 将相似区域的中心像素作为噪声点新的邻域然后对其插值, 把图像降噪问题转化为图像修复问题, 从而达到去除高密度噪声的目的。实验结果表明: 该模型对噪声密度为90%的彩色和灰度图像去噪后, 其峰值信噪比为2285和2877, 在客观评价标准方面优于中值滤波及其改进型算法。该模型能有效去除高密度下的椒盐噪声并较好地恢复图像细节, 为图像去除高密度噪声提供了一种新的途径。

测量了未经过 Cs激活、经过 Cs激活以及经过 Cs-Sb激活的三种多碱阴极的光谱响应及荧光谱。测量结果表明, Na2KSb阴极膜层经表面激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长均有所增加, 但荧光谱的峰值波长和峰值荧光强度基本保持不变。长波截止波长的增加说明逸出功降低, 因此多碱阴极 Na2KSb膜层经 Cs激活之后, 阴极灵敏度提高和长波截止波长增加的原因是逸出功的降低。 Na2KSb膜层同时经过 Cs-Sb激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长较仅仅经过 Cs激活的多碱阴极有进一步更大幅度的提高和增加, 但同时荧光谱的峰值波长向短波方向移动, 峰值荧光强度增加。荧光谱的峰值波长向短波方向移动, 说明跃迁电子的能级有所升高, 而荧光谱的峰值强度增加, 意味着跃迁电子的数量增加。多碱阴极 Na2KSb膜层经过 Cs-Sb激活之后, 跃迁电子的数量增加以及跃迁电子的能级升高, 对阴极灵敏度的提高而言, 所取得的作用相同。因此多碱阴极 Na2KSb膜层经过 Cs-Sb激活之后, 阴极灵敏度和长波截止波长提高的原因除了表面逸出功降低之外, 还有跃迁电子数量增加以及跃迁电子能级提高的原因。多碱阴极表面电子逸出机理至今仍未定论, 因此要进一步提高多碱阴极的灵敏度, 需要进一步研究多碱阴极表面激活过程中的客观规律, 为进一步改进多碱阴极的制作工艺, 提高多碱阴极的灵敏度提供理论指导。

本文介绍了多碱光电阴极的特点及其在微光像增强器中的应用，叙述了光致荧光的原理，探索了利用光致荧光方法来研究多碱阴极Na2KSb膜层电子跃迁几率的方法，并测量了两个不同灵敏度多碱阴极的荧光谱及同一个多碱阴极在工作和非工作两种状态下的荧光谱.测试结果表明，多碱阴极的荧光强度与其电子跃迁的几率及阴极灵敏度成正比，同时多碱阴极在工作状态下，荧光强度比非工作状态下有所降低，原因是一部分跃迁电子逸出多碱阴极产生光电发射，而这部分电子不再回到基态，因此不再发出荧光.另外本文还测量了多碱阴极在不同波长激光激发条件下的荧光谱.结果表明，长波激发与短波激发相比，长波激发所获得的荧光强度更高，这说明长波激发产生跃迁电子的几率高，同时荧光谱峰值波长与激光波长的偏移较小，因此跃迁电子数多且能量损失小，有利于光电发射.将多碱阴极的荧光谱与多碱阴极的量子效率相比较，看出跃迁电子数量和所处能级这两个对光电发射过程有影响的关键因素中，能级因素对光电发射过程的影响更大.但对多碱阴极而言，由于短波激发时的电子跃迁几率低于长波激发时的电子跃迁几率，跃迁电子扩散过程中的能量损失较大，因此短波的量子效率随波长的增加而增加.实践证明，光致荧光是研究多碱阴极光电发射过程的一种有效手段，通过对多碱阴极荧光谱的研究，进一步揭示了多碱阴极的光电发射的机理，为进一步改进工艺和提高多碱阴极的灵敏度提供了重要的参考价值.

介绍了多碱光电阴极Na2KSb膜层荧光谱的测量原理, 测量了两个Na2KSb膜层样品在不同半径位置的荧光谱.测量数据表明, Na2KSb膜层荧光谱的峰值波长从阴极面的中心到边缘逐步增大, 同时峰值荧光强度也逐步增强.原因是阴极窗表面的锑原子密度从中心向边缘逐步减小.当Na2KSb膜层中的锑超过Na2KSb所需的化学计量比时, 荧光峰值波长向短波方向移动, 同时荧光强度减弱; 当Na2KSb膜层中的锑达到Na2KSb所需的化学计量比时, 荧光峰值波长达到最大, 同时荧光强度也达到最强.通过荧光测试, 可以判断Na2KSb膜层的化学计量比是否达到2∶1∶1或膜层中的锑是否过量.同时通过测量阴极面上不同位置的荧光谱, 可以测量Na2KSb膜层在阴极面上的组份均匀性.锑在阴极面上的原子密度越均匀, 利用整个阴极面上的光电流变化来监控阴极膜层生长的方法就更准确, 组份均匀性也更好, Na2KSb膜层的厚度可以更厚, 对长波可见光的吸收更多, 阴极的灵敏度也更高.因此在像增强器多碱阴极的制造过程中, 要尽量使蒸发在阴极窗表面的锑原子密度均匀, 这样才能获得更高的阴极灵敏度.

叙述了多碱光电阴极光谱反射的特点，测量了超二代微光像增强器多碱光电阴极的光谱反射曲线，分析了光谱响应曲线产生干涉加强峰和干涉减弱峰的原因，比较了不同膜层厚度多碱阴极光谱反射曲线的区别。根据能量守恒定律，利用实测的多碱光电阴极光谱反射率和光谱透过率，计算出多碱光电阴极的光谱吸收曲线，通过研究不同厚度多碱阴极的光谱吸收，发现多碱光电阴极膜层厚度加厚并不会提高其对所有波段光吸收率的特点。厚度增加只会增加短波和长波的光吸收率，但中波的光吸收率不会增加反而下降，这是由于受到光谱反射的影响。阴极膜层的厚度既影响光谱反射和光谱透过，又会影响光谱吸收，因此也影响多碱阴极的光谱响应，所以多碱光电阴极的膜层厚度是影响多碱光电阴极灵敏度的一个关键参数。实践证明，转移式技术制作的多碱光电阴极膜层厚度也存在一个最佳值，超过这一最佳厚度，阴极的灵敏度不增反降，这是因为红外光谱响应增加不多，但中波光谱响应下降很多。所以对转移式多碱光电阴极而言，实践证明当膜层厚度达到最佳厚度时，膜层呈现淡红色，在制作过程中要控制好阴极膜层的厚度，这样才可能获得较高的阴极灵敏度。