地物光谱反射特性通常采用直观的反射光谱曲线来研究, 基于此通过分析双向反射比系数随激光反射角度的变化规律来研究常见自然地物对1.06 μm激光的反射特性, 直观且便于外场数据采集。通过外场试验测得了10余种常见自然地物的双向反射比系数, 并按照激光反射能力对其进行了排序。研究表明, 杂草、风化岩石、龙眼树、灌木丛等自然目标对1.06 μm激光的反射能力较强。

提出了一种基于双向反射比系数理论的自然地物激光反射特性的间接测量方法, 在不同角度处利用激光探测器采集同一位置处所选自然地物和漫反射板对1.06 μm激光的响应幅度数据, 计算二者之间的比值即可得到此地物在不同角度上的双向反射比系数, 间接的反应不同地物对激光的反射特性。并利用该方法测试了杂草(丘陵类)、红土和风化岩石的双向反射比系数值, 试验验证了方法的工程应用可行性。

为了使靶标与导弹的激光反射特性相一致,研究了目标激光反射特性等效模拟理论.提出了激光反射综合因子F(A,ρ,Ω)的概念,用其表征目标对激光反射的综合效果,如果目标的F(A,ρ,Ω)相等,就认为其激光反射特性一致.应用三维重建理论,重建了国外某导弹的三维外形.按激光反射特性的等效模拟方法,研究了激光反射特性外场的测试方法,并进行等效模拟的测试.测试结果表明,在测试距离为800m时,在靶头上加贴半径为0.8cm玻璃微珠反射带,靶标与导弹模型回波幅度的比值Vs1/ Vs2样本的平均值很接近1,认为等效模拟效果比较理想.激光反射综合因子F(A,ρ,Ω)的提出,解决了导弹激光反射等效模拟的难题,对提高导弹试验的质量起了很大的作用.

文中介绍了为建立目标和背景的激光反射特性数学模型而研制的用于脉宽几十纳秒的数据采集系统的设计和工作方式。针对测量窄脉冲信号幅值及实现不间断连续采集过程的使用目的，将窄脉冲回波信号的峰值展宽成100μs的方波，以系统设置的发射基准信号或回波信号自身作为采集的同步控制信号，并将基准信号展宽为5～50μs的方波，以其上升沿触发采集，实现发射与采集同步，提高了采集存储的有效性；而且，在作用距离范围内，不管目标或背景位于多远处，都能保证于脉宽峰值处采集，保证了采集精度。系统的各项技术指标均达到使用要求并经过了测试试验验证。