设计了镓黑体对海表测温辐射计进行定标。首先，介绍了该黑体的结构与工作原理，对黑体发射率进行仿真，并开展发射率的测量实验，讨论其不确定度的来源。然后，开展了电加热和水浴加热下镓的相变复现实验，讨论电加热功率对镓相变复现的影响。最后，通过红外海面温度自主辐射计实验对该黑体进行验证。结果表明：该黑体基于蒙特卡罗软件仿真的发射率优于0.998 8，实验测得的黑体辐射源发射率结果与仿真结果较为吻合，测量重复性（标准偏差）达0.1%；相变温度坪台的复现性均优于±0.03 K；相变温坪附近时，红外海面温度自主辐射计和FLUKE 1524测温仪测得的黑体腔附近温度的数据差值均在±0.15 K以内。设计的镓黑体可以应用到海表测温辐射计进行校准，为发展自主知识产权的海表测温设备提供校准源。

为满足燃烧场温度参量时空演化特征诊断的需求，提出了基于多CCD同步耦合的动态三维辐射测温方法。在多视线方向测量基础上，通过代数重建技术对燃烧场进行体素分割，根据Plank辐射定律采用标准黑体辐射源对光电信号的映射关系进行标定，利用比色法实现三维温度场表征。进一步在时间序列上控制多CCD相机来同步获取燃烧场不同视线方向的辐射信息，基于R、G通道内的灰度信息，对实验室蜡烛火焰与外场某型号固体火箭发动机试验器尾喷焰的瞬态燃烧场温度参量进行了测试。结果表明，在实验室内，蜡烛火焰温度分布范围为805.4~1280.8 K，使用热电偶进行时空点位验证，平均误差为3.8%，最大误差为4.36%；固体火箭发动机试验器尾喷焰最高温度为2125.7 K，经近红外测温仪验证，测试误差在8%以内。该研究能够在保证时间、空间分辨率的条件下对燃烧场的三维温度参量进行特征诊断，在航天测试领域，对固体火箭发动机的温度参量测量提供了一种有效的方法。

红外成像技术在空间探测、对地观测、安防监控等领域的应用越来越广，为了确保红外目标识别的准确性，必须掌握目标的辐射特性。目标辐射特性需要在外场实际条件下测量得到，需要利用大面积黑体辐射源对目标特性测量设备进行现场辐射参数校准。设计了一种大面积黑体辐射源，辐射体采用铝材质并发黑处理，大面积黑体辐射源温度控制采用PID控制算法。在外场实际环境温度为26.8 ℃，湿度为60%时对目标特性测量设备辐射参数进行了校准。试验数据表明：辐射温度测量不确定度为0.4 ℃（k=2），取得了较好的应用效果。

在宽动态范围、高分辨力、宽频谱红外辐射测量中，傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）是常用的探测单元，其光谱响应度的非线性是宽动态范围红外光谱测量的不确定度主要贡献项之一。基于光通量倍增原理，建立傅里叶红外光谱探测系统的非线性测量实验系统。实验研究了在非线性测量典型时间段内的黑体辐射源和FTIR红外光谱探测系统的漂移特性，设计了测量序列变换模型来消除测量过程中的一阶线性漂移影响。在200~1 000℃范围内，实验测量了FTIR红外光谱探测系统的非线性特征，给出了在典型波长3.9 μm和10.6 μm处的非线性测量结果及相应的不确定度。