针对现有的微光视距模型中变量参数多，难以适用实际复杂夜天环境中目标侦察能力预测的问题，本文根据 Ross方程，大气光学传输和远距离侦察图像对比度模型，提出了采用标准靶对比度测试对特定目标侦察能力进行预测的方法，在特定夜天光环境下完成了标准靶对比度曲线测量，并基于最小可分辨对比度(minimum resolvable contrast, MRC)评价模型，对坦克、卡车目标的侦察距离进行了预测，与实际测试值对比，误差在 16.2%以内，验证了采用标准靶对比度测试预测目标侦察距离的可行性，该项研究成果对不同背景和环境下微光装备侦察能力分析和评价具有指导价值。

根据灯光干扰源作用微光成像系统的两种途径，建立了灯光干扰辐射传输模型; 分析了灯光干扰对微光成像系统响应特性的影响，建立了灯光干扰辐射能量与系统响应特性的量化关系模型; 以实测和理论计算数据为基础构建了仿真平台，实现了灯光干扰下微光成像的模拟仿真，并对仿真图像的灰度均值、均方误差和相关函数进行了计算，结果表明微光成像质量与灯光干扰源位置和亮度有直接关系，且灯光干扰源位置的不同会导致灰度相关函数变化趋势的差异; 进行了灯光干扰实验，实验结果和模拟结果的成像质量变化趋势基本一致，同时实验结果表明灯光干扰会导致目标与背景成像对比度增大，且随着干扰距离增大到一定距离后，逐渐减小至小于无干扰时。

在对微光装备分辨力测试和红外装备MRTD测试系统进行分析的基础上, 提出了微光和红外融合装备的分辨力测试方案, 利用现有的红外MRTD测试系统, 通过改造光源、光源的入射光路和靶板, 建立了微光与红外融合图像的图像分辨力测试系统, 并对该方案进行了分析。分析结果表明, 改造后的测试系统同时实现对红外的反射和对微光的透射, 对红外温差的测量精度接近0.01 K, 对微光照度的测试精度可以达到1 lx, 对融合图像分辨力的测试满足1/62≈0.891的倍数递减要求。

微光夜视系统具有功耗低、重量轻、图像质量符合人眼观察习惯等应用优势，目前仍是世界各国使用最广泛、装备量最大的军用夜视装备。随着微光夜视系统核心器件——像增强器动态范围的不断扩大，对有效开展系统强光适应性试验提出了新的要求。为准确、客观评价大动态范围夜视系统的强光适应性能，本文从理论上修正了光学系统中像增强器阴极面照度的计算模型，并依据像增强器强光性能参数，设计了试验方法。经外场试验验证，该方法可以较为准确评价大动态微光夜视系统强光适应性，可为微光夜视装备强光适应性试验提供技术支撑。

以强光源作用微光电视成像机理为基础, 借助端到端成像建模思想, 综合考虑强光源作用目标表面辐射特性及系统自动亮度控制特性, 建立了不同位置强光作用后系统成像特征量化模型.以模型为基础, 利用三维场景仿真平台实时计算强光源作用后地物成像灰度, 实现了不同位置微光系统成像数字仿真.结合外场实验数据, 通过对比实验结果与仿真结果中目标和背景灰度及目标成像对比度, 对仿真模型进行了验证, 结果表明：该模型与外场实验数据有较好的一致性, 模型可靠性较高.最后探讨了强光作用后不同干扰因素对系统成像质量的影响, 当强光源位于系统视场外时, 其对目标表面辐射特性的作用是影响系统输出图像质量的主要因素;当强光源位于系统视场内时, 其对系统增益的作用则成为主要因素.

定量分析了自动亮度控制对微光电视系统强光适应性的影响。结合系统信号响应特性，建立了自动亮度控制作用后强光能量与系统成像对比度的关系模型；充分考虑系统动态范围、增益特性、灰度量化等因素，建立了自动亮度控制电路作用后系统响应特性的定量表征模型。基于上述模型，建立了引入自动亮度控制后强光作用微光系统成像的数字仿真模型，并基于模拟输出图像定量分析了不同能量强光对系统侦察性能的影响。理论分析及实验仿真结果表明：自动亮度控制的引入，能够扩大微光系统的动态范围，增强微光电视系统的适用性，但同时导致系统随着强光光亮度增大，成像灰度及对比度下降，侦察性能下降。