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空间红外弱小目标探测方法是红外技术的一个主要应用方向之一，如何在较低的虚警率下探测到更弱小的红外目标是目前研究的一个热点。在空间遥感领域，时空过采样探测成像技术被广泛应用于对地扫描遥感探测中，其利用探测器焦平面独特的排列方式来提高探测器的空间采样频率，控制采样间隔时间来提高时间采样频率，从而提升图像空间分辨率。
本文从时空过采样探测成像技术提高空间分辨率的理论基础出发，根据扫描成像探测原理，利用matlab对时空过采样点目标扫描探测系统进行了仿真，设计并实现了基于中波红外线列的时空过采样探测扫描试验平台，仿真和试验中分别对点目标成像，分析了过采样后点目标的数据特性，仿真数据和试验数据分析得到一致的结果。根据这些结果，分析了点目标在时空过采样后的一些特征，具体包括以下研究内容:
1.探讨了时空过采样扫描具体实现的一些方法以及线列探测器过采样扫描技术实现原理;
2.建立了时空过采样扫描探测仿真模型，对过采样后弱小点目标探测数据的特征进行了分析，根据目标特性分析了图像融合对目前所使用的检测算法的探测能力的影响;
3.使用中波红外线列探测器搭建成像平台，对该平台的性能进行了定量化测试，验证了整个系统的可行性。配合光学系统成像，对试验数据进行了非均匀性校正和盲元补偿，使得非均匀性得到一定程度的改善，图像细节有所增加;
4.为了验证时空过采样扫描技术的效果，利用所搭建的成像平台对点目标进行了过采样成像，并对过采样后的图像进行了融合，分析了融合前后点目标图像的特性。根据具体试验结果与仿真结果的比较，分析了时空过采样和超分辨率重构对点目标检测的影响。