为了提高天问一号高分相机的星载接口力热性能，以相机基频和星载温度差为输入开展结构设计。首先，介绍了常见的光学遥感器星载接口的支撑方式，分析了火星探测高分相机对星载接口支撑方式的需求。其次，建立遥感器光学性能与星载支撑接口的对应关系，通过蒙特卡洛分析方法确定接口空间位置相对变化对反射镜的影响，识别出影响整机刚度和热稳定性的接口设计参数。然后建立不同接口方案的分析模型，确定了接口设计的最优方案。最后，通过试验测试获得了该星载接口方案下的整机基频和热稳定性。试验结果表明：采用运动学接口方案，整机一阶基频达到58 Hz，远大于卫星的基频，振动试验前后的传递函数分别为0.196和0.187；同时，在星载接口存在20 ℃温度差时，相机调焦前后的传递函数分别达到0.173和0.223。基于统计分析的星载接口分析与设计方法能够有效确定接口设计输入，运动学支撑解决了天问一号相机接口的设计难题，设计思路和试验结果对相同类型的载荷接口设计有较强的指导意义。

为了分析天问一号火星高分相机不同状态对性能的影响，最大限度提高使用效率，对高分相机的多状态、状态变化过程和仿真方法开展研究。首先，分析相机的组成和不同功能单元退化产生的影响。然后，分析相机在轨工作的多状态变化规律，建立转化过程模型。最后，提出基于多状态的仿真建模方法。案例仿真分析结果表明：考虑调整后实际有效数据获取概率提高评估准确性，通过敏感度分析也可有效提出调焦单元可靠性要求。多状态分析方法可有效评估火星相机或其他航天光学载荷可靠性水平，有效指导可靠性要求的制定和工程设计。