本文针对空间目标受到的太阳辐射、地球辐射、地球反照辐射，采用蒙特卡洛（Monte Carlo）法，基于非结构四面体网格编写了仿真程序，并对计算结果进行了对比验证。进一步地，对太阳同步轨道卫星受到的轨道外热流，采用带帆板的网格对有无遮挡情况下各表面受到的轨道外热流进行了分析。结果显示，在对地模式下考虑遮挡后，−Y表面平均热流值降低了53.79 W/m²，+Y−Z侧帆板表面平均热流值降低了32.05 W/m²。结合表面材料属性，分析了各表面的温度特性，并结合帆板温度的在轨遥测数据，验证了计算的准确性。最后，计算了两种模式下各方向的红外辐射强度。结果表明，不同观测模式下各表面受热流的影响不同，对地模式下各表面温度随时间变化较大，而对日模式下各表面热流较为稳定。两种模式下，太阳能帆板的温度较高，辐射强度较大，具有明显的红外特征，便于开展红外观测。

在探测目标尺寸小且距离远时，由于光电系统的视场角很小，有效的目标前级引导是光电系统跟瞄目标的前提。目标引导的本质是将大地坐标系下的目标点转换至光电系统局部坐标系下，转换过程中引入一系列旋转和平移参数，其准确程度决定了最终的目标引导精度。提出基于无人机航迹的光电系统引导误差校正方法，通过围绕光电系统周围无人机航迹数据，求解引导数据计算过程中坐标变换的最优参数，进而提高目标引导精度。在本项目搭建的实验装置上实现了方位引导标准方差小于0.052°，俯仰引导标准方差小于0.04°，最大误差不超过0.7°。目标前级引导的引导精度越高，光电系统捕获目标速度越快，对于提高目标处置相应速度具有重要意义。

针对当前空间环境单一、红外波段探测目标虚警率高、灵敏度低等难题，提出了一种基于低温冷光学技术的双色红外光学系统设计方法。光学系统前置光路采用共口径式结构，通过分光平板进行谱段分光，然后采用中继镜组二次成像的方式实现冷阑匹配，保证系统的轻小型化。另外，为了提升长波系统的探测灵敏度，对其进行了低温冷光学设计，减小系统自身辐射对探测性能的影响。系统的工作波长为3.7~4.8 μm和7.9~9.3 μm，F数为1.2，光学结构三维总尺寸为260 mm×150 mm×80 mm，中波系统畸变小于2.8%，约有82%的能量集中在探测器的一个像元内，长波系统畸变小于0.33%，约有70%的能量集中在探测器的一个像元内。该系统可对空间弱目标进行远距离探测，具有虚警率低、灵敏度高、结构紧凑等优点。

世界各国目标信息获取与应用需求日益迫切，各国纷纷着力开展新型的目标信息获取技术研究，针对各类目标，尤其是对空中目标进行高效信息获取。在现今的信息化社会中，新型信息获取技术意义重大，可以促进社会发展、提升人民生活水平，同时在完善**体系，保障国民安全方面也作用显著。因此，对新型目标信息获取技术的研究十分必要。基于大气扰动的目标探测技术作为一种新型的信息获取技术体制，利用目标飞行时形成的大气扰动进行目标探测具有不受目标自身性能影响的显著优势，应用潜力巨大。此篇综述基于大气扰动的目标探测技术，对目标大气扰动检测中图像处理方法进行研究，主要分为互相关方法、光流方法、帧间差分法、背景减除法四个方面，阐述其国内外研究进展，分析其技术优劣势及发展技术途径，最后对四种方法以及目标大气扰动图像处理方法未来的发展方向进行展望与总结。

为了提高远距离、暗弱目标探测灵敏度，通常需要增大可见光相机口径，这会显著增加相机的质量和体积，无法适应卫星轻小型化要求。针对低轨探测地球同步轨道（GEO）目标需求，利用低轨零倾角卫星与GEO目标相对速度恒定，设计了面阵相机时间延迟积分（面阵TDI）成像模式。与自然交会模式、面阵凝视模式相比，在不增加相机口径的前提下，大幅提高了相机探测灵敏度。阐述了面阵探测器TDI成像原理，推导了相机信噪比计算模型，对目标运动、积分时间、探测灵敏度和信噪比等主要成像参数进行了计算，分析对点目标探测成像的影响。研制了一台原理样机，在暗室条件下的实测结果表明，相机TDI级数为96级，可实现对GEO轨道目标探测能力优于15星等，信噪比大于5。

基于宏观反射式傅里叶叠层成像理论，提出一种主动相干光学合成孔径超分辨成像空间目标探测系统。采用主动相干光源配合单个小孔径相机，采集目标低分辨图像序列，通过傅里叶叠层拼接算法重构接近等效合成孔径倍率的超分辨图像。给出了系统的总体方案和详细设计，并通过搭建的宏观反射式近红外主动相干光学合成孔径超分辨成像地面实验装置验证了系统的超分辨成像能力。该系统有望通过小孔径实现等效合成孔径全天时高分辨成像效果，大幅缩减载荷口径需求。弥补传统空间目标探测系统夜间成像能力的不足，提升空间目标夜间探测能力。