为增强42CrMo钢表面硬度及耐磨性,利用半导体激光器在基体表面制备了质量分数分别为0、10%、20%、30%及40% nano-WC粉末的Ni60增强涂层。采用OM、SEM、EDS、XRD对试样的微观组织与相成分进行表征,利用数显显微硬度计和高温摩擦磨损试验机进行力学性能及摩擦磨损性能测试。结果表明,nano-WC增强Ni60涂层表面成形良好。增强涂层的组织形貌呈条状、树枝状、鱼骨状、块状和粒状;物相以奥氏体Ni-Fe相为主,nano-WC一部分保留下来,一部分形成了W2C新相;涂层中还生成有Cr23C6、M6C、Cr7C3复合碳化物及CrB和NiW等复杂化合物。nano-WC增强涂层的显微硬度最大可达1256 HV0.2,比Ni60合金涂层提高了约50%。增强涂层的最小磨损体积为1.29mm 3,仅为Ni60合金涂层的1/7;增强涂层平均摩擦系数可低至0.275,而Ni60合金涂层平均摩擦系数为0.530,降低了约48%。摩擦磨损研究表明nano-WC增强涂层磨损机制主要为黏着磨损,同时还伴有轻微的磨粒磨损。

光学畸变是大视场星敏感器标定的重要误差源之一，由于各误差之间存在耦合，光学畸变将会影响焦距标定精度。针对此问题，基于针孔模型，建立了光学畸变对焦距标定影响的数学模型，推导得到了采用最小二乘法时标定用导航星的入射角参考阈值βmax，为星敏感器的焦距标定提供了理论参考。仿真实验表明，与标定用导航星的部分或全部入射角大于βmax时的焦距标定精度相比，标定用导航星的入射角均小于βmax时的焦距标定精度分别平均提高了5倍和10倍左右，有效降低了光学畸变对焦距标定精度的影响。

导航星表构建是星敏感器设计阶段的重要工作。对于小视场，受限于恒星分布规律，易出现导航星表“空洞”问题。为解决小视场条件下均匀完备导航星表构建问题，对基于球面螺旋基准点的导航星表构建方法进行了改进：摒弃了原方法通过改变球面螺旋基准点数量和位置重新构建导航星表的思路，转而通过增选部分恒星来达到减少星表“空洞”的目的。设立了描述恒星消除星表“空洞”能力的权值，并以该权值递减顺序开展恒星增选；同时，设计了增选恒星距离阈值条件以保持增选后导航星表的均匀性。仿真表明，在4°圆形视场条件下，相对于原方法，文中方法得到的导航星表，总星数减少708颗，均匀性指标提高约44%，而星表“空洞”变化较小，显示了较好的性能。

为解决导航星表分布的均匀性、构建的快速性问题，提出了一种基于极坐标细分法(PCSM)及“距离-星等”加权法相结合的导航星选取方法。通过在近似均匀分布的球面基准点的邻域附近选取导航星，用来保证所选导航星分布均匀性，并解决坐标极值越界问题；为了提高搜星过程整体速度，引入了k-vector快速搜索方法搜索基准点邻域内候选星；最后，综合考虑导航星的均匀性与亮度指标，设计了“距离-星等”加权方法筛选导航星。仿真结果表明：该方法简单、易行、适用性强，选取的导航星分布均匀性好。

前视红外目标识别是精确制导**的关键技术。实际应用中，模板和实时图存在尺度和角度的差异，易导致误匹配。为克服上述问题，提出了一种基于边缘仿射不变坐标的前视红外目标识别算法。以边缘曲线的区域质心为基准点建立局部坐标系，在此坐标系下，边缘点的坐标值具有仿射不变；将边缘的坐标集合作为描述子，利用平均hausdorff 距离度量边缘的相似性；最后结合边缘的相对位置剔除误匹配，实现前视红外目标的稳健识别。通过三组实验，与基于灰度模板和基于边缘模板的识别算法相比，识别率和稳健性均有所提高。

为分析星敏感器内部各误差因素对其测量精度的影响，建立了星敏感器的理想模型和实际模型；基于几何成像理论，分析了焦距误差、主点偏移、光学镜头畸变、焦平面倾斜以及焦平面绕视轴方向的旋转等误差因素对星光成像矢量测量精度、视场内星间角距测量精度的影响，设计了测量精度评价指标，并通过仿真实验进行了定量分析，论证了不同参数误差、不同观星方位与测量精度的关系，焦距误差、主点偏移和镜头畸变是影响测量精度的主要因素，在使用时必须加以校正。

为了在退化数据比较贫乏时对产品进行可靠性评估，首先从数据扩充方面着手，用灰色理论对数据进行预处理，探求数据变化规律，在保证精度的前提下，用GM(1,1)模型进行一定长度的数据预测；其次，从产品的多个失效模式出发，考虑退化量之间的相关性，建立多退化量产品可靠性评估模型；最后，对于评估模型中的参数，采用线性回归方法进行建模，求出可靠度函数，从而评估任意时刻产品的可靠度。为了验证方法的有效性，进行了仿真分析，用未进行数据扩充的评估方法作为比较，仿真结果表明，所提方法有更高的评估精度。因此，在对贫数据产品进行可靠性评估时，该方法可行且有效。

微小卫星一般使用两个小视场星敏感器以实现高精度姿态测量，但小视场容易导致观测星数量不足。组合星图技术可以缓解该问题，但其受星敏感器安装角度影响很大。分析了双星敏感器安装角度对组合星图识别效率的影响，并开展了仿真研究。实验结果表明：角距匹配得到的导航星对个数，随参考星对角距近似呈正弦函数变化，在约 90°时达到极值；随容差增大而增大，且容差对导航星对个数极差影响很大。在组合星图技术中，双星敏感器应避免使用 90°安装角，且安装角越小，组合星图识别效率越高。

为了减少导航星表的存储容量和提高星图识别的成功率, 提出了一种将P向量与三角形内切圆相结合的快速全天自主星图识别算法。该算法在构造导航星表过程中, 从天文星表中挑选出满足要求的导航星并对其编号, 以构造的P向量值、导航三角形内切圆半径R及导航三角形的第三条边为特征量构造导航子星表; 在识别过程中, 找出一定误差门限内, 满足P向量值和三角形内切圆半径R的所有导航三角形对应的导航星星号, 利用构造的观测三角形第三条边对应的星号进行匹配。仿真结果表明, 该方法对位置误差和星等误差都有较好的鲁棒性, 当存在2pixel的位置误差时, 识别成功率仍高于97.8%, 平均识别时间为14.06ms。