为了保证空间反射镜具备优良的力学和热性能, 在反射镜结构设计阶段对其进行结构尺寸稳定性分析至关重要。设计了某 1 200 mm×450 mm口径长条形空间反射镜的轻量化结构, 采用 SiC材料制作反射镜镜坯, 反射镜背部开三角形轻量化孔, 提出一种背部 3点柔性支撑方案, 并设计了反射镜的支撑结构。通过对反射镜及其支撑结构在重力载荷和温度载荷工况下的变形分析, 拟合出反射镜面的面形 PV值、RMS值以及镜面的倾斜量, 并依此作为修改设计方案的依据。分析结果表明, 在 X向重力作用下反射镜面形 PV为 51.9 nm, RMS为 9.2 nm, 反射镜绕 Z轴倾角为 2.9″; 4 ℃均匀温升载荷作用下, 反射镜面形 PV为 69.8 nm, RMS为 12.4 nm; 反射镜组件的基频为 173 Hz, 能够满足空间应用要求。

在航天相机的成像过程中，拍摄场景的亮度随着地表目标和大气环境的变化而发生改变，为了保证航天相机输出理想的图像，提出了基于地-气间辐射模型的航天相机自动调光方法。根据地-气间辐射传输特性建立航天相机入瞳处辐照度模型，通过分析大气气溶胶对遥感成像的影响，对该模型进行了改进，并在此基础上提出了航天相机自动调光方法。航天相机自动调光首先根据总辐照度以及地面目标辐照度占总辐照度的比例对自动调光参数进行调节，目的是尽可能提高地面目标信息量，然后根据大气气溶胶光学厚度确定自适应拉普拉斯滤波的参数，增强遥感图像的细节。由实验结果可以看出，自动调光增加了遥感图像的信息量，增强了图像对比度，航天相机的成像质量得到了明显地提高。

剖析了时间延迟积分CCD( TDICCD)像元校正对信噪比和调制传递函数测试的影响，设计了基于辐射标定和地面控制的多通道TDICCD像元响应非均匀性实时处理方法以提高星上实时图像的像元响应非均匀性。该方法基于辐射标定去除图像的固定图形噪声，并校正图像奇异点; 通过分析星上实时传输图像，处理奇异点像元的图像问题，实现地面控制像元响应非均匀性的实时调整。提出的系统实时处理方式可以不改变硬件结构即有效改善图像的视觉效果，对于坏像元、像元性能降低、像元污染等特定情况有很强的纠错能力。实际成像试验的对比表明，该方法对信噪比、调制传递函数有很好的修正作用，其精确调整能力分别达到0.1db及0.01; 在50%饱和值下测试的图像非均匀性指标达到1.25%。 该方法结构简单，在工程实践中有很好的应用前景。关键词: 时间延迟积分CCD(TDICCD); 辐射标定;像元响应非均匀性校正; 现场可编程门阵列(FPGA)实时处理; 灰度插值中图分类号:

为了判断TDICCD相机成像系统在温度循环试验中出现的故障原因，通过故障模式影响及危害性分析，建立了故障树。经排查分析和测试，判断故障部位是地址线表面贴装片式电阻。元器件可靠性中心通过电测和DPA，对该片式电阻进行了失效分析。检查结果表明，该片式电阻是由使用过程中的异常外力造成片式电阻器端电极局部脱落，并排除了该器件存在批次性缺陷的可能。异常外力的来源是电装操作人员在返修过程中焊接时间过长，热应力导致片式电阻器端电极局部脱落。改进措施为严格控制片式电阻焊接时间小于2 s。该故障定位准确，机理清楚，经试验验证，措施有效。

考虑推扫式遥感相机中的时间延迟积分(TDI)CCD行周期误差对成像动态调制传递函数(MTF)影响较大, 且积分级数越高影响越大, 本文分析并推导了存在行周期误差时TDICCD推扫成像的动态MTF数学模型并进行了仿真验证。首先, 介绍了典型的TDICCD的电荷行转移时序, 分析并推导了该时序下单级和多级积分级数时的采样窗口函数以及该时序下TDICCD的行周期误差率与动态MTF之间的精确函数关系, 并指出本文推导的精确函数比传统函数多一个非线性参量。然后, 进行了仿真实验。结果表明: 行周期误差率ΔT/T=0时, 该时序下的TDICCD在Nyquist频率下的动态MTF为静态MTF的0.632 5倍(TDICCD相数b=4), 显示得到的动态MTF与行周期误差率关系曲线较传统方法得到的曲线有明显差异且动态MTF值要高于后者。最后, 给出了在不同积分级数下、5%动态MTF下降率指标要求时的行周期误差率最大容许值。

为了同时改善遥感图像的空间分辨率和光谱分辨率, 提高遥感图像信息量, 提出了一种基于非下采样轮廓波变换的全色图像与多光谱图像的融合方法。首先, 对多光谱图像进行HIS变换, 获取其亮度分量; 分别对多光谱图像的亮度分量和全色图像进行非下采样轮廓波变换, 获取其高低频系数; 采用脉冲耦合神经网络算法和加权融合对高低频系数进行选取; 最后, 经过逆HIS变换和逆非下采样轮廓波变换获得最终融合后图像。实验结果表明, 本文融合方法处理后遥感图像的光谱失真少, 信息量和清晰度都优于其他传统遥感图像融合方法。

对遥感相机成像电子学系统进行了温度适应性设计，以使其在温度大范围变化时或电路存在局部温差时均能实现高质量成像。分析了成像链路中的温度延时因素，提出了温度适应性设计方案和相关双采样(CDS)位置的初始精密对准方法，并进行了实验验证。该方法将CCD驱动器的输出经分压整形处理后作为双采样信号的时序基准，从而使双采样信号具备自适应跟踪能力；利用RC电路低通滤波特性对双采样初始位置进行精密对准，最后，在-35~75 ℃对改进后的遥感相机成像电子学系统进行了高低温实验。结果表明：双采样初始位置的延时调节精度达到了0.15 ns；在实验温度范围内，双采样偏离理想位置的延时最大值仅为0.72 ns,相机成像质量达到指标要求，满足空间应用需要。

通过随机振动峰值应力响应考核空间相机在随机振动环境下主镜支撑结构的可靠性存在一定的局限性。本文针对主镜支撑结构在随机振动试验中出现断裂的现象，采用振动疲劳寿命分析对结构的可靠性进行考察，提出了应用数值仿真技术预测结构随机振动疲劳寿命的方法。根据有限元和随机振动疲劳相关理论，采用振动疲劳分析软件对某空间相机支撑环柔节进行了随机振动疲劳分析，计算了疲劳寿命的大小及分布。比较仿真和随机振动试验结果表明，采用振动疲劳寿命评价随机振动环境下结构的可靠性是合理的，利用数值仿真技术预测结构的随机振动疲劳寿命是可行的。