探测目标机动性和伪装能力的不断提高进一步阻碍了其可探测性,因此传感器的探测性能要求也不断提高。对地红外观测系统在环境,军事和科学研究中发挥着重要作用。而选择合理准确的传感器观测波段可以准确的提高对地红外探测系统的探测性能,本文分别从火箭尾焰目标辐射的光谱特性、地球/大气背景环境辐射特性以及对地观测系统等要素出发进行相应场景仿真,进行综合评估指标分析选择合理准确的传感器观测波段。论文的主要研究内容和取得的成果如下:(1)研究了典型下垫面的散射辐射特性及模型。对非朗伯体下垫面的散射模型进行了详细研究,推导并计算其关键参数“镜漫比”。通过统计分析实测数据,建立散射辐射模型,根据大气传输与波段之间的相关性,对含冰凌红外遥感场景的不同波段分别进行场景仿真。(2)研究了火箭尾焰目标红外辐射特性,并对不同高度的尾焰目标进行仿真。火箭尾焰的红外辐射图像是根据检测视角通过重叠发动机火焰的红外辐射,研究在不同海拔高度下,尾焰目标的形态大小及辐射亮度的变化。(3)研究了尾焰目标与下垫面场景进行物理叠合,得到较为真实对红外复合场景。其中下垫面场景的类型包括含冰凌的青海湖、城市、沙漠、山脉、水体五种类型。(4)针对2.7μm附近波段进行研究,在2.5~3μm范围内,以2.75μm为波段中心,逐步扩宽,对不同波段的背景与目标进行物理叠合得到复合场景,通过对复合场景的信号有效性、统计特征、纹理特征三个方面进行综合评估,最终选取得到合理准确的传感器探测波段范围为2.690-2.810μm。(5)开发了场景仿真与物理叠合软件。其中包括对地红外背景仿真软件、典型下垫面物理叠合软件、青海湖冰凌场景仿真软件,该软件可以根据用户设置的输入参数实现场景仿真和物理叠合等功能。通过对不同波段的复合场景仿真结果进行分析和评估,最终可以得到合理准确的传感器探测波段。