冲击物理温度是**弹药性能测试、 极端环境材料状态的重要参量, 温度的精准获取在**建设和工业制造领域有重要意义。 冲击过程由于持续时间短、 较难接触式测量以及温度范围广等特性, 常规测温方法较难满足要求。 利用多光谱辐射测温法, 获取材料辐射强度值, 以普朗克辐射定律为基础建立温度反演模型, 从而获取目标的冲击物理温度值。 实际中, 由于不同目标发射率存在一定随机性, 在模型反演温度时误差较大。 冲击压缩下材料的结构可能发生相变, 发射率随之变化, 因此直接将发射率模型假定用于冲击物理温度求解, 很难准确的获取温度值。 基于约束优化理论, 将多光谱测温实验中温度求解问题转为约束优化问题。 针对每个通道获取到的温度值应该相同, 将物体发射率限制在特定范围, 利用约束优化算法计算获取目标温度和发射率, 克服了未知发射率对于冲击物理温度求解的障碍。 同时, 将平衡优化器算法（EO）与序列二次规划法（SQP）相结合应用于温度模型的求解中, 避免了单一算法求解稳定性差和速度慢的缺点, 提高了温度反演的效率和准确性。 对四种常见的发射率模型在3 000 K时的发射率数据进行了仿真验证, 结果表明温度反演误差均小于1%, 反演时间小于3 s。 最后利用本算法对冲击压缩下金属铜的温度进行了反演, 并与最小二乘法和内点罚函数法进行了对比, 结果表明所提出的方法得到金属铜的冲击物理温度值更接近理论计算结果。 因此, 该方法为其他未知发射率模型目标的冲击物理温度值获取, 提供了一种有效的反演方法。

光学成像是人们获取信息最重要的技术手段之一。关联成像作为一种基于光场高阶关联发展起来的新技术, 利用单个点探测器就可以实现对面目标的成像, 具有物像分离、探测灵敏度高、抗干扰能力强等优点, 为光学成像技术的发展带来了新的机遇。但关联成像以时间换空间的多帧累积成像模式, 严重限制了图像的获取效率。为了解决该问题, 除了进行系统结构、光源和探测方法优化设计外, 研究高效的图像重构算法也是提高成像质量和成像速度最有效的方法之一。好的图像重构算法不仅能大大降低成像所需的测量次数, 提高信息提取效率和重构图像质量, 还能降低对成像系统硬件的要求, 是关联成像技术走向实用的关键。近年来, 关联成像图像重构算法不断演变, 发展出很多不同类型的重构算法。本文简要回顾了关联成像的原理机制, 进而在此基础上系统介绍了几种主要关联成像算法的基本原理, 并分析了其优缺点和适用场景。

材料的冲击辐射温度是高温-高压作用下状态方程研究的重要物理参量,对**研制、科学研究和工业制造意义重大。针对冲击辐射温度具有瞬时非接触、测量环境噪声复杂、温度反演发射率不可测等特点,设计了一种新的温度反演方法,以提高温度获取精度。根据约束优化理论,将乘子罚函数法与粒子群算法相结合,实现两种模型的串联,并改进粒子群-乘子罚函数算法。结果表明该混合模型求解方法充分结合了两种单一算法的优势,提高了冲击辐射测试数据的温度反演精度与运算效率,为研究材料冲击辐射的真实温度提供了保障。

为了解决遥感遥测、自动导航、电子战等领域中常常涉及到障碍物定位问题, 在单向抛物方程法的逆算法的基础上提出了双向抛物方程法的逆算法。应用该逆算法对大气波导环境中的障碍物进行了探测和定位, 采用插值法分析了大气波导对障碍物定位精确度的影响。仿真结果表明, 通过双向抛物方程法的逆算法可以对传播路径上的障碍物进行探测和定位, 而且大气折射率变化会对定位精确度产生较大影响。

反演算法是光散射颗粒测试技术中的关键问题之一，以Tikhonov正则化方法为代表的单参数正则化算法被广泛应用于激光粒度仪颗粒粒径分布函数(PSD)的反演计算中。该算法的缺点之一是所得到的反演解呈现出振荡特征,并伴随负值。为改善这一状况，提出了一种多参数正则化算法。通过构建一个由多个参数控制的带通滤波函数，分别控制正则化解的振荡程度和解的高度，并对正则化解进行非负约束。模拟计算和实验研究结果表明，对多参数进行优化后能够降低正则化算法带来的振荡和负值。此外，所提出的算法具有较好的多峰识别能力，可实现颗粒粒径分布的有效重建。

目前，向量相似度测量（VSM）算法被应用于分析前向散射颗粒测试技术的颗粒粒径分布（PSD）。但其对多峰分布颗粒情况的反演结果并不理想，尤其是对3个峰值以上的颗粒分布。为了满足预测多峰分布颗粒的需要及提高普遍适用性，提出了一种基于向量相似度的优化迭代算法，并将其用于颗粒粒径分布函数的反演计算。模拟计算和实验研究均表明：该算法在较高的测量误差情况下仍可得到合理的颗粒粒径分布。

粒度反演算法是基于米氏散射理论的激光粒度仪的关键技术。针对独立模式迭代反演算法对噪声太敏感，以至于在实际应用中出现粒度测量失真的问题，提出采用5点3次数据平滑算法对其反演进行处理，同时以VISUAL C++6.0为开发平台，编写测试软件对算法进行仿真研究，并与粒度真实分布进行了对比。结果表明，特征粒径D10，D90的误差分布小于5%，D50的误差分布小于3%，说明数据平滑处理后的反演结果能够反映粒度的真实分布，解决了探测光能误差使粒度测量结果失真的难题，基本满足了现代粉体工业粒度测量的精度高、抗干扰性能强、稳定可靠等要求。

针对Projection迭代反演算法对噪声极其敏感，及在实际应用中造成粒度测量失真的问题，引入Vondrak数据平滑算法对Projection反演进行平滑处理。借助Visual C++6.0开发平台，编写测试软件对算法应用进行了仿真研究。通过分析比较平滑处理前后的反演结果，得出Vondrak数据平滑处理算法的引入有效提高了Projection反演的抗干扰性能。实验结果表明：基于Vondrak数据平滑处理的Projection反演结果能够反映粒度的真实分布，满足现代粉体工业粒度测量的稳定可靠、精度高、抗干扰能力强的要求。

光散射法测粒技术中常常会碰到反问题(inverse problem),即对多分散的颗粒两相介质,通过测得的多个角度或不同波长下的光信号,求解第一类Fredholm积分方程.从理论和实验两方面出发,改进了Twomey算法在前向散射和消光法测粒技术中的应用,获得合理的颗粒粒径分布结果.