本文针对高重频CO2激光干扰技术展开分析和研究。首先, 概述了激光对抗**的概念、分类和特点, 以及激光对抗**的干扰与破坏的主要目标对象。其次, 分析了红外探测器激光干扰损伤效果的检测方法。再次, 分析了光学元件激光变形损伤效果的检测方法以及光学薄膜的激光损伤检测方法。按照上述检测方法进行实验, 分别对红外单元探测器、光学元件、光学薄膜和其他材料的激光损伤阈值实验数据进行分析与讨论。最后, 总结了全文并且展望了激光干扰技术的发展。

提出一种采用图像直方图特征(Histogram Feature, HF)函数的自动曝光方法, 用于在背景光照快速、大范围变化的情况下对高速相机进行自动曝光控制。首先, 采用多点测光对获取的图像进行兴趣区域(Region of Interests, ROIs)提取, 以降低系统测光的计算量。然后, 通过计算兴趣区域的HF函数选取大步长对曝光时间进行粗调。最后, 通过模糊逻辑计算出曝光时间的精调步长并运用阈值限制实现变步长搜索最佳曝光时间, 提高高速相机自动曝光的准确性及稳定性。实验结果表明: 本文方法可以在2 ms内完成一帧图像的亮度测量并对曝光时间进行调整, 相较于基于平均亮度值的传统自动曝光方法, 在0~110 ms内, 光源光照强度从760~23 100 lux反复变化时, 本文方法获得的图像信息熵比平均亮度值法的信息熵均值提高48.38%, 方差降低62.13%, 可以提供更好与更稳定的图片细节信息, 为后续的自动调焦、图像识别以及目标跟踪提供参考。

为了解决光电经纬仪由于机动目标运动模型不准确而引起的跟踪精度下降的问题, 采用了单隐层前向神经网络(SLFNs)进行建模, 提出了基于状态参数双重扩展卡尔曼滤波估计的共轴跟踪控制技术。仿真与实验结果显示, 对83.33°sin0.6t的等效正弦目标的速度估计最大误差为0.070 9(°)/s, 跟踪精度为2.42′;对旋转周期为4.5 s的光学动态靶标的跟踪精度达到2.96′以内。由此可见, 所建立的模型与机动目标实际模型匹配, 双重扩展卡尔曼滤波器(DEKF)能快速跟踪和估计状态参数。与传统控制方法相比, 提出的方法具有更高的跟踪能力, 能有效提高系统的跟踪精度。

介绍了超分辨率复原方法的概念和理论基础，重点总结了一些常用的超分辨率复原理论的国内外研究现状，并对它们的理论依据、优缺点和适用范围进行了详尽分析，对超分辨率复原理论的应用领域进行了介绍。超分辨率复原方法分为频域法和空域法。频域复原法原理简单清楚，计算方便，但是所建立的运动模型都是平移模型，不具有一般性，同时难以利用正则化约束，这就导致难以使用图像的先验信息来帮助进行超分辨率复原。空域复原法可以很方便地建立复杂的运动模型，同时考虑了几乎所有的图像降质因素，例如噪声、降采样、由非零孔径时间造成的模糊、光学系统降质和运动模糊等，还可以加入更完善的先验知识，相比于频域复原法，空域超分辨率复原模型更符合实际的图像退化过程，是目前应用最广泛的一类超分辨率复原方法。

介绍了超分辨率复原方法的概念和理论基础; 重点总结了常用的超分辨率复原方法, 并对相关的理论依据、优缺点和适用范围进行了详尽分析; 对超分辨率复原方法的未来发展进行了展望。超分辨率复原方法分为频域法和空域法。频域复原法原理简单清楚, 计算方便, 但是所建立的运动模型都是平移模型, 不具有一般性, 同时难以利用正则化约束, 因而导致难以使用图像的先验信息进行超分辨率复原。空域复原法可以很方便地建立复杂的运动模型, 同时考虑了几乎所有的图像降质因素, 例如噪声、降采样、由非零孔径时间造成的模糊、光学系统降质和运动模糊等, 还可以加入更完善的先验知识, 相比于频域复原法, 空域超分辨率复原模型更符合实际的图像退化过程, 是目前应用最广泛的一类超分辨率复原方法。

为了提高光电着舰引导系统的视轴跟踪精度和指向精度, 研究了如何隔离舰体运动对光电经纬仪视轴的扰动。对舰载光电经纬仪进行建模, 引入了各种扰动力矩。设计了超前滞后控制、线性二次高斯恢复(LQG/LTR)控制和H∞控制3种控制器来提高系统的性能和稳定性, 详细研究了Kalman滤波和H∞加权矩阵的设计。在Matlab中对设计的控制方法进行仿真, 并在摇摆台进行了试验验证。在时域、频域响应和稳定性能等方面对3种控制器进行的对比实验表明, LQG/LTR控制和H∞控制结果满足设计指标要求, 稳定隔离度达到50 dB以上。基于提出的方法, 经纬仪可以对着舰飞机进行稳定跟踪和精确轨迹测量, 实现着舰引导。

针对光雷一体化测量系统中复杂谐振对伺服单元的不利影响, 提出了采用自适应陷波器及观测器滤波反馈组合实现谐振补偿的方法。首先, 结合机械结构及频响测试结果分析了系统的谐振特性, 指出系统存在雷达天线谐振、雷达机体谐振和天线高阶及轴系耦合谐振等3类主要谐振模式, 并求得谐振特性随俯仰角变化的规律。讨论了对这种复杂谐振的补偿方法, 提出采用自适应陷波器补偿雷达天线和雷达机体谐振, 并利用Kalman观测器滤波反馈抑制天线高阶及轴系耦合谐振的方法。结果表明: 经过谐振组合补偿后, 各类谐振均得到有效抑制, 速度环闭环带宽期望值达到了115 rad/s, 阶跃过程过渡时间为0.35 s, 在保证闭环控制稳定性的同时满足了系统带宽要求。

针对某些特殊环境中单杆控制装置与伺服系统距离远, 造成电压衰减, 从而影响精度等问题, 设计了数字化单杆控制系统。介绍了数字化单杆控制系统的硬件设计方案, 描述了主电路板设计原理; 给出了数字化单杆控制系统的软件设计方案, 描述了软件工作方式; 最后分别综述了该系统可以实现的3种对外通讯方式及它们的工作原理。该单杆控制系统能够实现手柄两轴模拟电压值的AD采样、AD转换和数据处理, 可以直接与数字接口计算机或数字伺服控制器进行数据通讯。实验结果表明：数字化单杆控制系统的采样精度可以达到10 bit, 误差仅为0.098％, 而且能够远距离传输; 基本满足实现单杆控制数字化、小型化、集成化、模块化、稳定可靠、精度高、抗干扰能力强等要求。

提出一种基于快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解的高光谱图像光谱信息压缩算法。 首先, 将干涉高光谱图像光程差方向的三维信息采用三维光程差方向提升小波变换（3D OPT-LDWT）进行分解, 将三维小波子带系数看作三阶非负张量, 采用快速层次交替最小二乘非负张量Tucker分解（FHALS-NTD）算法对进行分解, 得到核心张量和模式矩阵。 对每个模式矩阵进行量化, 对核心张量采用比特平面重要系数编码算法进行编码, 得出最终的压缩码流。 结果表明, 此压缩算法可以稳定可靠地工作。 与传统压缩算法比较, 平均信噪比提高了1.23 dB。 有效的提高了干涉高光谱图像压缩性能。

针对定量化遥感的深入研究和探测器测量精度的提高, 本文对紫外波段探测器的标定方法和标准的传递进行了研究。介绍了紫外探测器低温辐射计的工作原理、标准建立过程及发展现状, 探讨了美国国家标准研究院(NIST)传递标准探测器的选取和标准传递过程。文中的研究为探测器定标方法的研究提供了理论基础, 对提高标准探测器定标精度, 促进其工程化应用具有借鉴意义。