目标光学特性分析、建模与仿真在航空航天、通讯导航、遥感探测等领域有着重要的应用价值。核心技术在于传感器信息采集、传输、测量及其应用等各个环节的仿真验证，涉及目标的红外辐射特性、背景及目标特性研究，激光传输效应、场景建模及探测感知等，在国防战略装备、光电对抗、军用目标及其环境特性、智能交通等领域有着及其广泛的应用。实验室从上世纪90年代开始，从事该方向研究。先后承担国家自然科学基金、863计划（703专题）、总装预研、航空基金等多项研究。与航天科工、兵器集团、中船重工所属研究所保持长期科研合作，取得了一系列创新科研成果。已发表学术论文60余篇，授权发明专利10余项，出版著作2部。经过20年研究积淀，形成了以下技术优势：

       • 多光束合成、高能激光传输仿真

       • 红外场景及目标成像仿真       

       • 激光雷达与场景重建

       • 光电精密测量及应用

     

       团队取得代表性研究成果如下。 

        一、对地观测大气背景辐射特性仿真（星地传输）

       地球大气光谱辐射快速传输仿真模型，包括斜程传输和临边传输。基于C/C++平台，开发了相关软件模块，实现即插即用。该模块具备典型大气下路径大气光谱/平均透过率和背景干扰辐射分析技术。

 

图1 地球大气光谱辐射快速传输仿真建模 

       二、卫星遥感/远红外成像仿真、建模及图像分析

       研制开发了卫星红外遥感的典型背景/目标仿真分析平台（MFC平台）。具备多波段、多视角下背景场景、不同高度的目标仿真以及物理叠合（含图像融合）分析技术。

图2 红外遥感的典型背景/目标仿真分析平台 

       三、基于相位屏的高能激光大气传输仿真

       基于Rytov平缓微扰法，采用谱反演法相位屏仿真等，设计了脉冲和连续高斯激光光束在Kolmogorov湍流下远场光斑特性分析软件。

图3  高能激光大气传输仿真  

       四、激光测量及应用

       1. FMCW激光测距关键技术

       调频连续波（FMCW）激光测距方法具有适应性强、抗噪能力强、自动化程度高、复杂程度低、成本低廉等优势，在非接触式轮廓测量、医学成像、精密仪器制造、激光雷达等诸多领域具有广阔的发展前景。本实验室经过多年的建设，已初步完成FMCW激光测距系统，该系统目前在国内相关产品中处于领先水平，扫频速率达100GHz/ms，扫频宽度>80GHz，测量精度达到几十到数百微米。

图4 FMCW激光测试系统结构图