简述了国内外光学微小卫星的发展现状，对近二十年来国内外光学微小卫星的轨道、尺寸、质量等主要参数进行了统计和分析。由此发现，现代光学微小卫星普遍采用太阳同步轨道，其质量、尺寸以及功耗呈逐年下降的趋势。数据表明，光学微纳卫星已经进入了高速发展阶段，即将成为光学微小卫星的中坚力量。但综合考虑成本、功耗和关键效能等因素，光学微小卫星的尺寸和质量并不是越小越好，最终将稳定在一个合适的尺寸。现代光学微小卫星的谱段设置灵活且针对性强，拥有较强的综合探测能力，一星多用、一星多能将会成为未来光学微小卫星的普遍特点。另外，相比于CCD，CMOS具有成本优势，且新型CMOS的研制取得了重大进展，预计CMOS器件将会被更多地应用到光学微小卫星之中。

由于微纳卫星反作用飞轮的输出力矩与气浮转台的干扰力矩属于同一量级，故无法直接采用气浮转台实现微纳卫星姿态动力学仿真及姿控系统的地面试验验证。为了解决这一问题，设计并研制了主动补偿式超低干扰力矩气浮转台。对气浮转台的干扰力矩进行分析，提出了3种减小干扰力矩的方法: 通过优化设计，降低了黏滞阻尼力矩; 通过配置斜向节流孔，并单独供气，产生大小可调的主动涡流以抵消气浮轴承的固有涡流，从而降低涡流力矩; 利用气浮轴承的摆动特性实现高精度平衡调节，减弱了重力诱导力矩。最后，设计了微小力矩测量装置，测量了剩余干扰力矩并基于测试结果来指导涡流力矩和重力诱导力矩补偿过程。测试结果显示: 气浮转台实现的干扰力矩小于5×10-5 Nm，小于反作用飞轮的最小输出1×10-4 Nm，满足微纳卫星姿态动力学及控制的地面验证需求。

对于在轨微小卫星而言，单粒子闩锁(Single Event Latchup，SEL)是最具破坏性的单粒子效应之一，其后果轻则损坏器件，重则使在轨卫星失效。首先介绍了SEL发生机理，分析并总结现有抗SEL的关键技术。其次提出了空间单粒子闩锁防护措施并设计了一种可恢复式抗SEL电源接口电路，实现对卫星星上设备的防闩锁及过流保护。最后利用脉冲激光模拟单粒子效应技术对具有飞行经验的芯片进行实验测试。实验结果表明，该电路能够准确地检测SEL的发生，有效解除SEL效应，保证系统运行稳定可靠。