通过分析互补性氧化金属半导体(CMOS)相机的信号传递模型, 建立了CMOS相机信号与噪声间的传递函数模型, 推导了相机输出图像信号与图像噪声间的线性关系。搭建了相机性能参数测试系统, 对CMOS相机的转换增益、最大信噪比、时域暗噪声进行了测试, 并将实测值与指标值进行了对比。研究结果表明, 所提测试方法能较精确地测出相机的性能参数, 适用于大部分型号相机光电参数的测试。

为将环形光谱仪下传的原始数据快速转换为待反演的亮度数据, 建立了紫外环形光谱仪科学数据处理系统。采用文档-视图的数据流架构, 保证数据流之间的无干扰处理; 采用暗像元均值对探测器噪声进行校正; 采用比例法将像元响应换算为标准积分时间和增益条件下的响应值; 采用无须通道光谱响应函数满足高斯函数的光谱积分法将像元响应换算为亮度, 并提供指定区域的相对标准偏差统计作为图像转换正确性的快速判据。实验结果表明: 系统在测试环境中用352 s时间内流畅处理了环形光谱仪在987 s内产生的2.19 GB图像数据, 生成4.96 GB亮度数据, 亮度换算后精度为10-7 lm。系统为卫星运控中心与用户之间提供了快速、准确的数据接口链路, 保证了数据反演的准确性和实效性。

波长定标的精度是衡量光谱仪的重要 指标之一。鉴于其重要性，研究了线阵电荷耦合器件(Charge-Coupled Device, CCD)紫外光谱仪的波长定 标，并完整地给出了一种波长定标方法(包括噪声扣除、谱 峰定位和波长拟合三部分)。针对暗噪声影响光谱信号的问 题，提出了一种利用非曝光像元扣除暗噪声的方法；针对谱峰漂移 的问题，提出了一种基于权重窄窗差分的谱峰定位方法；针对单一光 源特征谱线数量不足的问题，提出了一种多波段波长拟合方法。实 验结果表明，本文方法的波长定标精度在0.6 nm之内，关键波长点 上的定标精度在0.01 nm之内，具有定标精度高、复杂度低等优 点，因此可用于紫外光谱仪的波长定标。

研究了一种极紫外波段微通道板（MCP）光子计数探测器，用于探测地球等离子体层中极微弱的304 nm辐射。通过改变电压、温度等参数对比了该微通道板光子计数探测器的暗噪声和分辨率的变化。结果表明：微通道板探测器的暗噪声主要来源于残余气体离子反馈和热噪声，因此要降低探测器暗噪声，应对微通道进行彻底的预处理除气，并尽量避免探测器在高温状态下工作，常温下经过预处理的微通道板光子探测系统的暗计数率仅为034 count/(s·cm2)。系统的分辨率主要受电压和计数率的影响，受温度影响不明显。由于不同的微通道板有不同的耐压范围，过小或过大的电压或计数率都会造成系统分辨率的降低。