高帧频探测系统在航空航天探测领域得到日益广泛的应用,为了完成对其功能和性能的测试与验证工作,需要高帧频景象仿真模拟系统开展相关的半物理仿真测试。同时,随着探测技术应用环境的发展和变化,对于高动态特性目标的双波段和多波段仿真技术需求日益强烈。本文以可见光与短波红外双波段的空间复合景象仿真模拟技术和探测系统功能仿真测试技术为研究对象,分析并研究了探测系统应用背景下的数字场景建模、物理光学景象转换和探测功能仿真相关的关键技术,设计了景象仿真与探测系统一体化集成技术方案,组建了半物理仿真测试验证平台,完成了系统综合测试。针对高动态目标双波段仿真与探测的技术需求,本文主要研究内容如下:1、以空间碎片运动检测为应用背景,分析研究了空间探测环境中目标和背景的辐射特性,建立数学模型并给出目标与背景的辐射量计算方法,并研究利用OpenGL进行数字仿真场景建模的方法;2、深入研究了DMD的硬件特性和驱动方法,分析了常用灰度调制方法的局限性,提出了一种驱动DMD超高帧频显示高动态图像的灰度调制方法,极大提高景象仿真系统的显示帧频,实现对高动态特性目标与背景的仿真;3、结合DMD投影成像特点,提出了用于双波段仿真场景空间复合精度判定与校正的算法,通过投影特定模式的图像并利用宽波段相机采集成像结果进行数据分析和处理,建立各个波段DMD微镜与投影屏幕像素空间位置的映射关系,实现复合精度判定与场景偏差矫正;4、分析了空间运动目标探测的背景环境特点,根据不同的应用环境,充分结合双波段探测成像图像的特性,提出了两种不同的目标运动检测算法,同时对探测系统的扫描跟踪策略进行了研究,实现了探测系统的功能仿真,完成对运动目标的检测、捕获、跟踪和测量;5、对景象仿真与探测系统一体化技术进行了研究,提出利用透射式投影屏幕实现双波段场景空间复合的技术方案,完成景象模拟器软硬件驱动、景象仿真系统控制软件和探测系统功能仿真软件的设计,集成了仿真与探测一体化的探测系统半物理仿真测试平台,并通过系统综合实验验证了景象仿真系统与探测系统的功能与性能。