研究了载体平台振动条件下红外系统成像模糊效应模型, 实现了系统成像模糊效应动态仿真。依据红外系统成像原理及平台振动规律, 建立载体平台振动下红外系统成像模糊效应模型; 通过研究模糊效应纹理预生成及实时采样方法, 实现载体平台振动下系统成像模糊效应实时计算; 基于仿真结果定量分析了载体平台不同振动条件下, 红外系统成像质量退化程度。结果表明: 载体平台振动时, 振动振幅或振动频率增大都会导致红外系统成像质量严重退化; 而且观测距离越远, 载体平台振动对系统成像质量影响越明显。

为了有效地补偿平台振动对星际激光通信系统的影响，设计并构建了基于反射式液晶光调制器的星载平台振动补偿系统。与传统振动补偿系统相比，该系统具有无机械结构、指向精度高、可对高阶像差进行补偿、体积小、重量轻、功耗低等优点，可以解决传统补偿方法的诸多问题。实验结果表明：对于振幅在10 μrad以下、振动频率在10~100 Hz之间的振动，该振动补偿系统的补偿因子高于0.8，系统残余误差小于2 μrad,满足星际激光通信系统的高动态跟踪精度要求。

由航天器上反作用飞轮、太阳帆板等部件产生的平台在轨振动是影响高分辨率遥感器成像质量的重要因素。基于LANDSAT-4平台模拟振动谱建立了平台在轨振动环境下遥感成像模型, 讨论了航天器平台振动谱中各典型振动信号成分的强度对像质的影响, 并将各振动成分依照对像质的影响强烈程度进行了排序, 指出均匀白噪声成分所引起的颤振对像质的影响超过低通噪声成分所引起的像移。讨论了低通噪声成分的频谱形状与像质之间的关系, 给出了带宽与噪声增益之间的拟合公式。通过搭建硬件实验平台, 对仿真结果进行了验证。研究结果为航天器平台与遥感器隔振设计分析提供了依据。

为解决卫星平台振动造成的图像质量下降问题, 提高TDI CCD相机成像质量, 分析了卫星姿态稳定度的范围及影响。讨论了卫星平台振动与TDI CCD成像质量的相关性, 推导了卫星平台姿态稳定度和像移的关系公式, 得出TDI CCD相机对卫星姿态稳定度的要求与轨道高度以及积分级数有关。实验验证了公式推导, 结果显示: 轨道高度越高, 积分级数越大, 对卫星姿态稳定度的要求就越严格。数据表明: 轨道高度在200~1 000 km变化时, 对卫星姿态稳定度的要求从0.037 7 rad/s提升至0.006 35 rad/s; TDI CCD相机的积分级数在1~100间变化时, 对卫星姿态稳定度的要求从0.014 rad/s提升到0.000 14 rad/s。本文工作确定了卫星姿态稳定度和轨道高度以及积分级数的关系, 有助于TDI CCD成像质量的提升。

针对星间相干激光通信中卫星平台的振动造成发射天线和接收天线的瞄准角误差，使系统信号信噪比下降，误码率(BER)增加，该文以瑞利分布作为振动造成的瞄准角误差模型，结合高斯本振光和艾里信号光外差检测模型，以PSK零差通信体制为例分析卫星振动对系统的瞬时误码率和平均误码率的影响，给出误码率仿真计算结果。指出接收天线瞄准角误差对星间光通信质量影响很大，在瞄准角误差的标准偏差σ小于1μrad范围内，系统误码率小于10^－6。