针对红外遥感船只检测领域存在的硬件存储资源和功耗的限制,以及目标检测输出边界矩形框形式结果不够精细的问题,提出了一种轻量化且具有像素级输出的分割网络TRS-Net。将图像分割的编码-解码结构用于船只检测,以获得像素级的输出;将32 bit的浮点型参数二值化(目的是压缩网络模型的大小),提出了BS-Net;针对BS-Net带来的检测精度低的问题,引入残差连接,提出了BRS-Net;根据神经网络稀疏性特点引入参数三元化,提出了TS-Net;为进一步提升检测效果,将TS-Net改进成TRS-Net。采用实验室自主研制的长波红外相机进行成像实验,获取红外船只图片并制作数据集,对4种网络的结果进行对比分析。结果表明:TRS-Net检测的精确率为88.73%,召回率为83.34%,F1-score为85.95%,交并比为75.36%,模型大小压缩为原先的1/16。TRS-Net对红外船只的实时检测具有一定的工程应用价值。

针对遥感建筑物实时检测中深度卷积网络资源消耗大和硬件移植难的问题,提出一种基于二值与浮点数混用方法的语义分割网络MBU-Net。通过对FU-Net网络全局权重进行二值化处理来压缩模型大小,并将占少量参数的网络输出层权重替换成浮点型(MBU-Net),解决了全局二值网络(GBU-Net)检测精度差、训练缓慢的问题。在QuickBird卫星遥感数据集上进行实验,MBU-Net的像素准确率为82.33%,F1分数(召回率和精确率的调和平均数)为73.15%;相比于FU-Net,MBU-Net在保证检测精度的前提下,模型大小大幅压缩,检测速度提升了6.29倍,功耗降为37.78%,且优于其他同类方法(Deeplab、ENet),对遥感建筑物实时检测具有重要的实际工程价值。

太阳探头响应的能量是太阳可见光辐射.在卫星轨道,地球大气和表面产生的反射光照也能进入太阳探头的视场.针对风云一号C星和风云三号气象卫星,综合考虑了卫星发射的窗口、轨道、大气漫反射和太阳直射等因素,从理论上分析和推算了太阳探头响应地表及大气反照的各种结果,并作为风云一号C星姿控系统复核复算的依据.也可为风云三号卫星姿控系统提供参考.

为使风云一号C和风云三号气象卫星红外地平仪不受太阳辐射视场的干扰,研制了一种视场保护系统,对该系统的优缺点、视场确定方案、峰值信号的标定算法进行了研究.分析了红外地平仪在轨运行受太阳辐射干扰影响的严重性,对视场保护系统进行了比较.设计了非扫描机械式视场保护系统--太阳探头,研究了有效的测量装置,测量确定了太阳探头的视场范围,推导了太阳探头信号测量的理论公式.根据太阳穿越大气辐射的理论,给出了标定太阳探头峰值信号的方案,并进行了外场试验.风云一号C气象卫星在轨运行验证表明:太阳探头有效地保护了红外地平仪.因此,太阳探头装置成功应用在卫星姿态测量装置中,研究的太阳探头将同样运用于即将发射的风云三号气象卫星红外地平仪视场保护中.

根据长波红外相机积分时间短的特点,阐述了多次采样叠加技术的原理和应用.并在此基础上分析了采用多次采样叠加技术对系统MTF产生的影响.给出了不同采样系数和叠加次数对应的系统MTF变化.当采样系数固定时,探测器MTF随叠加次数的增加而减小,系统推扫方向MTF随叠加次数的增加而减小.

利用四路红外非制冷焦平面探测器、大视场光学系统、窄带滤光片和信号处理系统,构成了凝视成像激光探测与告警系统.光学系统采用三片式结构的广角镜头来实现大视场;使用先进的非球面光学设计技术,并以FPGA完成探测器响应信号的非均匀校正,以改善像质;通过光学系统的畸变校正,提高激光的探测方向精度;利用激光和背景强度之间的反差,通过激光目标检测算法进行告警.实验表明,该系统能在127°视场范围内对波长为1.315μm, 2.7μm, 3.8μm, 10.6μm的4种激光进行告警,探测功率密度范围为0.05～50mW/cm2,探测方向精度可达1°.

随着战场上日趋严重的激光威胁,为了保护光电装备,激光告警技术已成为光电对抗中一个非常迫切的课题.阐述了激光告警技术的基本要求,激光辐射探测的基本原理,并以此为基础,提出了激光告警的两种可实现方案;根据实际工作比较详细地给出了利用非制冷红外焦平面器件构成的凝视成像型激光告警器,同时给出了相应的实验结果.

叙述了常用的Mertz法的基本原理并进一步讨论了其中的计算效率问题, 通过利用实序列离散傅里叶变换的性质与相位校正的具体的处理内容相结合, 优化了Mertz法的计算处理, 提高了计算效率。