针对传统检测方法在检测和跟踪微小卫星时存在若设置的检测门限较高可能造成目标丢失、若设置的门限较低则会导致大量虚警的缺陷, 将检测前跟踪的基本理念运用到具体场景中, 提出了一种对微小卫星的检测前跟踪(TBD)方法;建立了红外传感器观测模型, 推导了有关检测前跟踪算法, 设计了粒子滤波的具体实现步骤;最后进行了仿真实验, 验证了模型和算法的有效性。

为实现孔径和锥度可调的微孔加工，设计研制了一种基于双振镜组联动与Z轴上下移动的五轴四联动激光旋切系统。建立了微孔激光旋切物理模型，首先利用边缘轮廓确定微孔形状，再通过分层回型填充方法确定每个激光作用点的位置；然后基于聚焦光束不被遮挡和振镜偏转整体运动量少的原则，确定四个振镜的偏转角度；通过改变边缘轮廓端点数据，可分别实现方孔尺寸和锥度的灵活可控。采用15 W紫外皮秒激光器、两套相同的振镜和焦距为32 mm的远心透镜，配合三维平移工作台，搭建了激光旋切硬件系统，自主开发了多边形激光旋切控制软件。实验采用分层降焦打孔的方式，在厚度为250 μm的氮化硅材料上实现了55 μm×55 μm规格的正锥、零锥、负锥方形微孔的加工，并且还实现了不同孔径（30~80 μm）零锥方形微孔和三角形、五边形、六边形等其他形状微孔的加工。

在条纹投影三维重构系统中,需要对得到的初始相位进行解包裹才能得到真实的三维图像。路径相关算法是一类十分重要的相位解包裹算法,可以精确无误地还原物体表面的形状和结构,但现有的路径相关算法受相位图噪声的限制,容易在图像质量差或者梯度大处出现奇点,无法找到相应的还原路径。为此,提出一种能够解出精确相位,并且可以忽略噪声点和补偿断层的新型算法。通过理论分析给出实物图和包裹相位图,然后应用本方法还原出物体的真实相位信息,最后用相位再包裹法作为算法精确度的评估标准,验证本方法的可行性和优越性。

以锂原子的光致漂移过程为例，从分析光致漂移的物理过程和锂原子的跃迁超精细吸收谱出发，结合分子动力学的输运方程和光与原子作用半经典近似下的密度矩阵，在光致漂移过程的动力学理论模型中同时引入了能级简并、超精细结构等因素，并以碰撞弛豫时间近似的方式将碰撞过程作为弛豫量引入微分方程组。在此基础上，在光致漂移过程中考虑了激光线宽的统计场处理方式，并成功推导了混沌场近似下的光致漂移过程中不同速度的锂原子在基态和激发态简并能级上布居分布的微分方程组。

为规范大气相干长度的测量，保证测量数据的准确性，通过对大气相干长度测量中采样频率、采样时长、曝光时间等关键问题的分析，并结合国内外相关研究成果，确定了差分像运动测量仪的采样频率应不低于100 Hz、采样时长应不短于20 s ，单帧图像曝光时间应不长于沿测量光路的格林伍德时间常数，样本数应不少于2 000帧。