建立红外成像系统的成像过程模型和性能评估模型，对于系统的优化设计、图像质量和系统性能的评价，具有重要的研究意义和广泛的应用前景。本文利用光线追迹法对红外成像系统的成像过程进行了分析，并采用光线追迹法和后处理法对系统的主要组成单元，如光学系统、探测器以及大气等所具有的典型效应进行了建模研究。使用光线追迹法、后处理法以及基于象素处理的方法模拟了这些典型效应给成像质量带来的影响。同时，根据系统的基本参量建立了系统基本性能参数模型，利用约翰逊准则对系统的综合探测能力进行了评估。这些工作都取得了良好的效果。本文具有如下几个突出特点：用光线追迹法分析建模，而用基于象素处理的综合方法，模拟了光学系统中的几何效应和渐晕现象；利用三维噪声模型，模拟了探测器噪声对图像质量的影响；对象素传递函数理论进行了扩展和延伸，给出四种工作模式的微扫描成像系统的象素传递函数的具体数学表达式，并利用这些表达式模拟了探测器的空间效应和微扫描成像的图像效果。