简要介绍了红外焦平面阵列的原理、分类及特点。从制冷型与非制冷型两方面，并按照材料和技术参数的主线，分析了红外焦平面阵列的发展现状，列举了各型红外焦平面探测器产品及其技术特点，预测了红外焦平面阵列的发展趋势。最后归纳总结了红外成像技术在环境探测、成像侦察、导弹预警等航天遥感领域的应用，并对其前景进行了展望。

为提高遥感图像质量，对航天遥感相机系统进行了优化，并提出一种航天遥感相机参数优化方法。在航天遥感相机中设计动态钳位电压值并在航天遥感相机前加装大尺度面阵测光相机，在航天遥感相机推扫某一区域前，测光相机通过低曝光参数和高曝光参数获取该区域图像，实测当前区域的高辐射亮度和低辐射亮度。将高辐射亮度与低辐射亮度的差值设为航天遥感相机的饱和亮度，解算航天遥感相机的曝光参数，并将实测低辐射亮度值设置为钳位电压值。随着卫星的转动，航天遥感相机采用上述曝光参数和钳位电压值完成该位置区域的成像，实现航天遥感相机参数自动调整。地面验证实验表明，通过优化航天遥感相机系统，可在成像前去除大气对灰度层次的影响，提高图像辐射分辨率。根据实验结果统计，图像的灰阶范围可提高80.7%，图像熵显著提升。该方法能够根据当前场景内容充分利用成像系统的动态范围，提高图像的灰度层次和图像质量。

提出了航天遥感相机的动态钳位方法, 该方法通过在相机的模拟前端对大气程辐射值进行减除, 实现场景信息的充分量化.建立了航天遥感相机成像链路模型, 分析了大气程辐射对图像灰阶范围的影响.研制了动态钳位相机, 实现了在相机硬件电路中减除模拟信号.在外场对动态钳位相机进行了实验验证, 实验中利用MODTRAN软件计算大气程辐射并转换为相机钳位值.实验结果表明: 本文方法可使相机低端信息得到充分利用, 图像灰阶范围能够提高62%; 在航天遥感相机中设计动态钳位能够利用低端量化信息, 用更多的量化位数来表示地物目标信息, 并可提高辐射分辨率, 保留更多图像的细节信息.

根据航天遥感系统设计要求, 以及航天遥感光学的常用结构分析, 最终选用用离轴三镜反射镜光学系统结构。使用MATLAB软件编程计算光学系统的初始结构。并对光学系统全视场成量进行分析, 分别用MTF和点列图两种衡量标准对光学系统成像质量分析。

自1997年8月23日首颗高光谱卫星LEWIS发射以来，航天高光谱成像技术走过了15年的路程，我国在该领域的技术也取得了跨越式的发展。当前我国正按照国家中长期科技规划，努力构建下一代高分辨率对地观测系统，深入全面地总结过去若干年的航天高光谱成像技术发展情况，并分析发达国家的发展计划，对制定我国的航天高光谱成像技术发展战略具有重要意义。从当前的主流高光谱分光技术、应用情况和发展趋势三个方面进行了全面的分析总结，认为民用高光谱成像系统应该朝着宽幅、定量化和应用细分的方向发展；军用高光谱成像系统的发展重点应该是高空间分辨率、宽波段以及快速信息处理技术。

绕固定Q轴和动短轴Z轴摆动的60°二维扫描镜,在相同的扫描视场内,比45°镜摆动角度小、像旋也小.但是其特殊的结构也使得它的轴系误差分析比45°镜复杂,采用传统的测量方式无法满足测量的需要.通过对国外相关测量技术的调研,结合60°二维扫描镜自身的特点,提出了一种新的测量方式,并给出了这种测量方式的理论模型,实验证明这种测量方式能够较好地适用于分析60°二维扫描镜轴系误差的情况.

从像差理论出发,提出一种平像场无遮掩两反射镜系统的设计方法,能够同时消除球差、慧差、像散和场曲四种初级像差.描述了该方法的设计过程和步骤,并总结了这种系统的结构特点.利用该方法设计出了视场角分别为6°×6°和20°×1°两个光学系统,其成像质量均达到了衍射限.该系统结构简单,易于装调,在航天遥感领域有很大的应用前景.

从遥感器获取的数据质量观点出发,把遥感图像中几何质量和辐射质量两大质量指标与航向MTF结合起来,讨论了沿航向CCD MTF的选择与确定.