直线运动动态目标发生器用于检测与标定光电跟瞄吊舱的动态分辨率、跟踪带宽等性能指标。动态目标发生器内置平行光管用于模拟无限远动态目标, 动态图形置于光管的焦平面并做变速直线运动模拟地面景物的移动动态。发生器内的平行光管由于其长焦距、大口径、大视场的特点, 其二级光谱需重点考虑, 基于复消色差理论, 矫正二级光谱并平衡场曲等其余像差。设计了1m焦距、口径100mm、视场角为5°的大视场、长焦距无限远目标模拟光学准直系统。设计结果表明, 光学系统的传递函数优于0.3@100lp/mm, 畸变≤0.03%, 沿轴色差远小于焦深, 有效地矫正了二级光谱。采用分辨率板法检测光学系统的轴上、轴外点的空间分辨率, 检测结果表明光管的空间分辨率均达到20组152lp/mm, 满足系统要求。

当前的动态目标识别方法在场景复杂的图像中，因为无法采集足够多的特征信息，导致识别结果应用性受限。基于三维激光点云提出一种运动图像动态目标识别方法。利用三维扫描系统获取运动点云图像特征，在不影响有效信息采集的情况下，进行图像预处理；引入地平面方程，将图像背景点云与被识别目标点云通过欧式聚类法分割，提取处理后的被识别目标关键点，并采用Freeman链码检测边缘特征，完成运动图像动态目标识别。试验对比结果表明，所研究基于三维激光点云的运动图像动态目标识别方法，对动态目标有良好的鉴别能力及较好的识别精度，且所需动态目标识别时间较短。

直线运动动态目标模拟系统可提供相对航空相机做像移直线运动的无限远动态目标，用于检测航空相机的动态分辨率指标。针对动态模拟系统中的大视场长焦距的准直光学系统完成了复消色差光学设计，结合鉴别率板、精密直线滚动导轨、直线电机等共同组成了动态目标发生装置。根据航相机像移速度方程设计了动态目标模拟的运行轨迹，在LABVIEW虚拟仪器平台上采用比例-积分-微分算法控制直线电机实现了运行速度10~900 mm/s、匀速段瞬时速度误差≤1%的动态目标模拟。结果表明，优化后的光学系统传递函数优于0.2@100 lp/mm，畸变≤0.03%。

针对相干激光雷达在低空、远距离、高动态目标探测等应用场景中存在的弱信号探测问题，基于调频连续波相干激光雷达，采用多脉冲频域相干累积方法提高激光雷达弱回波信号的信噪比。结合调频连续波理论，分析了信号幅度起伏和相位起伏对多脉冲频域相干累积信噪比效果的影响，实验结果表明，经过M脉冲周期的频域相干累积，微弱回波信号对数信噪比可提升10lg M dB，并且信号幅度起伏、相位起伏可导致多脉冲相干累积信噪比低于理想相干累积信噪比，对于均值分别为2.25×10^-4、1.65×10^-4和相对起伏幅度分别为0.69、0.93的回波信号而言，相位补偿后的回波信号在50脉冲周期内相干累积信噪比的误差因子最大为0.57%、0.3%，该多脉冲频域相干累积方法对相干激光雷达在远距离目标探测、微弱信号接收方面的应用具有重要意义。

为了满足自准直动态靶标跟踪精度的需求，建立一种用于离心工况下旋转虚拟目标光机系统，即采用一个旋转式平行光管来模拟无穷远处的旋转目标以完成光电跟踪光端机的跟踪性能检测与定标。对于平行光管中安装在主反射镜背部的三个辅助支撑，通过对辅助支撑径向位置的优化排布可以使该结构的基频达到167 Hz，离心工况下主镜面形误差的方均根（RMS）值小于λ/30（λ为632.8 nm）。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测，检测结果表明平行光管的波像差RMS值优于λ/15。

提出了一种动目标空间位置精度的测量方法,并建立了一套测量系统。该系统采用非接触式测量方法,实现了动目标空间位置精度的测量。利用被测目标与测量系统的空间关系,确定测量系统的状态参数,根据该参数得到动目标在运动状态下的理论位置。将理论位置与被测目标实测位置进行比对,得到动目标的动态精度。分析了空间位置精度测量系统的各个误差源,得到该系统的总误差小于1.00″,满足测量系统的设计要求。利用该系统对某动态靶标进行动态精度测量,实验结果表明:该动态靶标以低速、中速及高速在不同空间位置运动时,最低动态精度为4.13″,符合设计指标小于5″的要求。

针对光学动态靶标进行光电跟踪光端机的跟踪精度的测试时, 旋转的光电平行光管由于离心场的存在导致主镜面型误差过大的问题, 提出了一种基于挠性梁减小旋转平行光管离心工况下主镜面型误差的方法。文章首先针对主镜支撑点径向位置最优布局进行求解, 其次在Isight 优化平台上对主镜背部支撑挠性梁的关键设计参数进行尺寸优化, 最终利用Sigfit软件分析了离心工况下主镜面型误差。采用优化后的主镜支撑方案, 反射镜在1.64g离心力作用下, 主镜面型精度RMS优于0.03λ（λ=632.8nm）, 组件一阶固有频率为167Hz。采用4D干涉仪对平行光管的波像差进行检测, 检测结果表明, 平行光管光机系统的波像差RMS值优于0.067λ。经过仿真分析与检测实验证明, 采用挠性支撑的旋转平行光管镜的动态刚度与面形精度满足光学动态靶标的应用要求。

以同轴三反像差理论为基础,运用仿真软件确定满足设计要求的初始结构参数,基于三镜同轴,入射光束离轴,主镜和三镜顶点相交的光学设计理念,设计出一种易于装调、精度保证的离轴三反光学系统。该系统结合数字微镜器件目标生成器为装甲车辆提供动态实时模拟目标。该光学系统的工作波段为200~1200 nm,焦距为2800 mm,视场为2°,入瞳直径为350 mm。设计结果表明,本光学系统最大相对畸变为0.1056%,各视场的波像差均优于λ/40(主波长λ=636.3 nm)。在70 lp/mm下,本系统的调制传递函数(MTF)均优于0.54,接近衍射极限,成像质量好,满足无穷远动态目标模拟需求;对加工和装配进行公差分析后可知,光学系统的MTF值大于0.4。