激光反射器作为一种被动无源光学合作目标, 是人造卫星激光测距系统中的重要组成部分。对于运行在低轨卫星中的激光反射器, 既要在较大的激光入射角范围提供服务, 又要将角反射器阵列结构所引入的综合测距误差控制在一定范围内, 以保证高精度的激光测距, 因此绝大多数采用半球形阵列结构。文中以我国海洋二号卫星激光反射器为例, 对半球形激光反射器的远场衍射分布、相对有效反射面积分布、距离更正误差分布和激光测距综合精度等核心技术参数进行理论分析。并以国内流动式卫星激光测距系统TROS1000对海洋二号卫星激光反射器进行追踪和激光测距实验, 测量结果表明, 激光测距内符合精度为1.1 cm, 理论分析与实测结果相符。标志着海洋二号卫星激光反射器性能优良, 这对以后激光卫星反射器的设计具有指导意义。

为了给立方体卫星星载GPS定轨数据提供检核标准, 并满足高精度测定轨道的应用要求, 通过在10 cm×10 cm×10 cm的标准立方体卫星的每个表面分布3个通光口径为1.0 cm的微小激光反射器, 设计了质量约为108 g、视场角满足360°、测距精度可达厘米级的激光测距合作目标。根据角锥棱镜的二面角误差、反射面面形误差及入射面面形误差所引起的光束附加相位, 分析角锥棱镜在远场的衍射分布特性; 接着, 根据激光合作目标在卫星上的分布方式, 计算激光合作目标的相对有效面积分布; 然后, 利用激光测距方程估算不同轨道高度的立方体卫星激光反射器回波光子数, 并根据卫星质心改正模型估算激光测距精度; 最后, 以皮卫星激光合作目标测距试验为例, 验证了装载在卫星上的1.0 cm微小激光反射器能够反射回足够的激光回波信号。结果表明, 此种分布方式对于运行在250～1 000 km轨道上的立方体卫星能够提供足够的回波信号, 激光测距内精度可达厘米级, 满足立方体卫星对激光测距合作目标质量轻、分布灵活、测距精度高的要求。

大气密度探测实验卫星PN1B于2015年9月在太原卫星发射中心成功发射，为了实现对该卫星星载GPS定轨数据提供检核标准及高精度测轨应用要求，依据卫星无法提供阵列结构激光反射器所需要的安装面积的限制，首次采用通光口径为10 mm的微小激光反射器按照不同的指向分布在卫星的棱边。利用TROS1000流动人卫激光测距系统对该卫星进行追踪和激光测距试验，测量结果表明激光回波数据充足，每秒平均激光回波光子数达173个，标志着此类微小激光反射器的应用将会在卫星轨道精密定轨方面发挥重要作用。

以GRACE重力卫星激光反射器为例，理论分析了卫星激光反射器的激光入射角、速差补偿和相对有效反射面积，并对激光反射器进行了可测性分析和测距误差分析。通过TROS1000流动卫星激光测距(SLR)系统对GRACE卫星激光反射器进行测距实验，测距精度为0.9 cm，实验结果与理论分析结果基本一致。

设计了一种适用于角锥棱镜加工的靠体,在铣磨成型、粗磨及精磨和粗抛工序中直接通过该靠体的翻转实现角锥棱镜的成盘化加工,最后以配重分离器工艺进行精抛。该工艺可实现光束平行差为1″的高精度角锥棱镜的批量生产,且使得角锥棱镜整体工艺方案加工工序减少、生产节奏快、效率高、质量可保证。

高重复频率激光器是kHz卫星激光测距系统的重要组成部分, 提高激光发射频率可以有效地获得更多的观测数据, 这是当今卫星激光测距领域的发展方向。针对武汉卫星观测站进行的kHz激光测距实验, 介绍了kHz激光器的工作过程和原理, 分析了影响高重复频率回波探测的因素。实验结果表明: 对实验过程中所观测到的中低轨卫星, 观测数据量提高了1～2个数量级, 观测精度也有所提高。