随着天基探测技术日新月异的发展,天基红外探测系统已经成为探测识别导弹目标的战略性武器之一。天基红外探测系统通常根据地球、卷云、星空等复杂探测背景下目标的红外成像特征制定相应的探测策略,因此研究复杂环境下天基红外探测系统的成像特征以及建立天基红外探测数字仿真平台不仅可以为天基红外探测系统的研制提供理论依据,也可以服务于洲际导弹反侦查领域。本文的主要工作是根据不同阶段导弹目标和复杂探测环境的红外成像特征分别建立二者便于实时渲染的红外仿真模型,并通过渲染引擎实现天基红外探测场景全要素动态仿真,分析研究不同环境条件对系统探测识别导弹目标的影响和应对策略。具体开展的工作如下:(1)导弹目标和复杂探测环境的红外成像建模。本文首先基于卫星探测器和导弹目标之间的时空关系以及导弹运动状态对其自身红外辐射特征的影响,分析各个阶段导弹目标在天基红外探测系统中的红外成像特征。其次,通过相关算法分割重建地球红外遥感图像,建立高效、便于实时渲染计算的地表红外辐射模型和高层卷云模型,完成导弹主动段探测环境的仿真工作。最后,结合光谱特征分类以及星表记录算法,实现对全波段恒星空间坐标和红外成像特征的快速转换渲染,完成导弹中段探测环境的仿真工作。(2)建立天基红外探测系统数字仿真平台、分析复杂环境对导弹红外成像特征的影响。本文首先通过OSG渲染引擎建立天基红外探测系统数字仿真平台并根据全链路模型实现对复杂环境下的天基红外探测场景全要素的动态仿真。其次根据图像对比度和综合信噪比两方面分析不同探测环境对导弹主动段红外成像特征的影响,研究不同探测环境下探测识别导弹主动段的主要干扰因素和应对策略。最后基于导弹中段的红外成像特征和相关仿真示意图,分析探测距离以及恒星亮度对导弹中段探测识别的影响。本文研究的天基红外探测数字仿真平台和复杂环境下目标红外成像特征,可以为天基红外探测系统实战跟踪识别导弹目标提供理论依据和仿真分析工具。