本文在双向反射分布函数测量技术与应用研究领域做了如下创新性工作:1.多波长全自动双向反射分布函数测量系统的研制.本文研制了集光、机、电于一体的全自动BRDF测量系统,涉及的测量光谱范围从可见光到近红外、中红外直至中远红外.考虑测量BRDF过程中杂散辐射的抑制,光路采用离轴结构,完成了激光扩束准直系统、反射系统、光调制系统及光电信号接收系统的设计;研制了由电机精确控制试样变角的机械实验转台;设计了适于微弱光电信号接收、处理的电路系统.整个测量过程可完全由微机控制.2.BRDF测量技术在多级电磁感应线圈炮发射体位置检测中的应用.多级线圈炮中发射体位置确定困难使得驱动线圈最佳通电时间难以控制.因发射体多是由金属铝套筒组成,我们通过一套激光发射-接收装置,利用自行研制的双向反射分布函数测量系统,将铝的半球空间散射测量结果应用于多级电磁感应线圈炮发射体位置的检测中.3.对测量几种试样双向反射分布函数的实验研究.采用单一参考测量法(标准试样为F4白板),实现了对金刚砂纸、金属铝片和花岗岩材料半球空间散射的测量实验,同时将结果与国内外所测进行了比较,得到了一些很有价值的数据.4.建筑材料表面双向反射分布函数(半)经验模型的建立.详细研究了花岗岩材料在不同入射和探测方向下的BRDF实际测量值,利用最小二乘法理论对实验数据进行曲线拟合,建立了几种情形的BRDF数学解析模型.除上述研究之外,本文还考虑了大气传输特性及环境背景对光散射和辐射的影响;根据基尔霍夫辐射定律,计算了花岗岩材料的半球发射率,并对双向反射分布函数测量结果进行了误差分析和数据处理.