为解决巡天相机稳像控制精跟踪级系统高精度的光闭环问题，提出一种基于非下采样Contourlet变换(NSCT)去噪预处理和映射最小二乘支持向量机(MLSSVM)回归校正的星点定位方法。针对星图特点，采用自适应的基于NSCT的去噪方法来减小随机误差。从频域角度分析平方质心法系统误差产生的机理，得到其近似解析表达式；利用蒙特卡罗数值仿真的方法，用带有高斯径向基函数(RBF)核的映射MISSVM进行回归分析，得到星点质心的理想位置和系统误差的非线性函数关系，并用它进行系统误差的校正。仿真实验结果表明，提出的方法抗噪能力更强，星点定位精度提高1~2个数量级，具有更为优越的星点定位性能。

为了修正时间延迟积分(TDI) CCD 空间相机像移补偿计算中的地心距误差，减小其对像移速度相对误差的影响，推导出了星下点成像的像移速度计算模型。通过该模型分析了地心距误差对像移速度相对误差的影响。根据地心距误差的来源，分两步修正了地心距误差：采用WGS-84(World Geodetic System)模型修正地球的偏心率引起的地心距误差; 采用地球海拔高度数据源(USGS DEM)制作电子高程图，修正了地球表面海拔高度不同引起的地心距误差。推导出了地心距误差修正后的空间相机星下点成像的像移速度模型。修正后模型计算以及分析结果表明：WGS-84模型和电子高程图对地心距误差的修正消除像移速度相对误差最大分别为2.85%和1.76%。地心距误差的修正极大地减小了前向(沿TDI CCD积分方向的)匹配误差，提高了TDI CCD空间相机成像质量。

为了实时监测空间光学遥感器偏流调焦机构控制单元的工作状态，测试其性能及可靠性，设计了一种集偏流与调焦控制单元仿真测试于一体的系统。该系统并行采集控制单元的多路控制信号，基于频率检测和幅值检测的模型应用FPGA进行逻辑分析，提取控制信号的频率、幅值、转向等检测信息和编码器反馈信息；检测信息通过PCI总线传输给计算机存储和显示，闭环控制反馈信息发送给控制单元。经过信号采集实验表明：该系统能够并行采集与处理工作频率1kHz、控制电压12V的8路控制信号，由计算机实时显示各路信号的工作参数及状态，满足实时监测控制单元工作状态的需要。

为了获得大数据量、高速图像下传的高分辨率CCD相机的实时传递函数，提出了一种基于图像快视与采集记录系统的CCD相机成像质量自动评价方法。应用计算机高速信息采集和存储技术，在分析对比度传递函数和调制传递函数之间关系的基础上，利用高对比度矩形靶标法计算CCD相机的传递函数，设计了传递函数实时计算系统，从而完成对CCD相机整机系统的像质实时评价。实验结果表明:当像元数达到20000个，采集速度达到3.2Gb/s时，该方法能够高速率并且准确实时地计算传递函数。

为了确保空间相机在轨长期、可靠工作，依据空间相机的系统结构和原理，提出了一种空间相机地面实时动态集成测试方法。采用自开发的星上载荷控制系统仿真设备、动态成像目标生成及模拟系统、主控系统仿真测试设备、CCD成像系统仿真测试设备、编码器仿真测试设备、热控仿真测试设备、电源监控系统和图像快视及数据记录系统等作为单元测试设备，应用卫星同步时钟和时钟同步采集卡，实现分布式仿真测试设备的精确时钟同步。以仿真调度控制服务器作为集成测试的控制核心，建立了集成运算模型、集成测试方法和网络实时动态集成测试工作平台。通过0.06(°)/s恒速运动调偏流角试验，验证了集成测试技术的有效性，连续拍摄到的动态目标调整图像倾斜小于0.01°。

以红外和彩色可见光图像为研究对象，提出了一种基于亮度-对比度传递(LCT)技术的彩色图像融合算法。首先借助灰度融合方法将红外图像与彩色可见光图像亮度分量融合，然后用LCT技术改善灰度融合结果的亮度和对比度，最后利用快速YCBCR变换融合策略在RGB空间内直接生成彩色融合图像。文中利用像素平均融合法和多分辨率融合法作为不同的灰度融合措施以分别满足高实时性和高融合质量的需求。实验结果表明，提出算法的融合结果不仅具有与输入彩色可见光图像相近的自然色彩，而且具备令人满意的亮度和对比度，即使采用运算简单的像素平均法进行灰度融合，同样可以获得良好的融合效果。

概述了当前航天光学成像遥感器在对地、对天观测的多个领域的应用现状，给出了国外著名高分辨率商业卫星的性能指标，归纳了在轨和即将发射的太空望远镜的工作参数，展望了以更高的地面分辨率、更宽的地面覆盖和更高成像质量为目标的高性能光学遥感器的发展方向。依托大型光学成像平台的模块化技术和天地一体化设计为代表的综合性光学遥感器，阐述了实现自动识别和在轨参数自动调整的智能型光学成像遥感器的可行性、环境条件和技术要求。总结了目前在航天光学成像遥感器设计中大口径、主动光学波前探测和在轨智能处理等方面的关键技术和实现难题，提出了可实现的研究思路和未来的发展前景。

为了检测航天相机主动热控系统的功能、性能及可靠性,设计了主动热控仿真测试系统。依据传热学基本定律、航天器轨道理论和热控策略,给出了计算航天相机温度场的热网络数学模型,使主动热控系统能在模拟的空间热环境中连续工作,实现了对主动热控系统的闭环仿真测试。采用两个数字电位器相串联的方法模拟温度传感器的走势,得到的最大阻值为100 kΩ,精度达到10Ω,符合设计中对总电阻和电阻变化率的需求,实现了对主动热控系统的功能、性能以及可靠性的仿真测试。

为提高空间相机CCD成像分系统故障诊断的效率, 采用故障树分析法对其故障模式进行分析, 为复杂系统的故障搜寻提供一种有效的途径。在介绍故障树分析法重要性的基础上, 详细地介绍了故障树的定量分析法, 并以空间相机CCD成像分系统为研究对象, 从故障树的构建、各中间事件故障树的建立和各子事件故障概率等方面出发, 实现了空间相机CCD成像分系统的故障定位。分析结果表明, 使用建立的故障树可以直观形象地指导设计人员摸清系统部件间故障的联系和层次关系, 提高系统维修的效率和可靠性。

为实现空间相机地面集成测试系统中各专用设备精确时钟同步的要求，提出了一种以GPS卫星同步时钟为时钟源，将时间报文和脉冲信号相结合的综合对时方法。采用FPGA和VHDL设计了时间报文接收、脉冲对时、内部守时时钟及PCI本地控制逻辑等模块。利用Windows 2000/XP下的WDM框架开发了PCI总线驱动程序，实现时统卡与专用设备之间时间信息的实时传输。设计了微秒级延时的秒脉冲作备用秒输入，解决了系统工作时因GPS卫星同步时钟意外断电引起时间信息中断的技术问题。示波器测试结果表明，专用设备之间的同步时间精度≤10 μs；时间准确度≤10 μs。半年运行测试验证表明，精确时钟同步系统稳定、可靠，满足空间相机集成测试系统的实时对时需要。