大口径空间光学望远镜是实现高分辨率遥感与高灵敏度探测的重要科学仪器。传统的整体式望远镜口径超过4 m将难以突破现有运载器整流罩有效包络的限制，采用分块式的技术手段可以在满足运载能力的前提下实现口径最大化，是解决当前望远镜高分辨率与高信息收集能力的最优选择。文章先从部署形式上对分块式空间望远镜的国内外研究现状进行了梳理，归纳出分块望远镜在技术实现路线上的技术类型和特点，分别对高精度机构展开技术、机器人智能装配技术、波前检测与调控技术以及超轻可调分块镜技术进行了技术内涵及实现技术途径分析，最后面向未来远景目标，对分块式空间望远镜的技术发展作了展望。

为了更好地对大口径分段望远镜进行集成检测与稳定性保持基准构建，本文提出一种大口径环形分段光学系统基准构建方法。首先，采用局部光瞳投射的方式实现光瞳对准映射；其次，利用微透镜阵列构建系统共焦空间基准；之后，基于环带整体调控模式，采用共焦与曲率半径联合分析，实现曲率半径与系统对准的共同调节；最后，利用白光干涉所形成的条纹包络进行粗共相探测，并利用通道光谱方法实现粗共相与精共相间的精度衔接，空间共焦基准定位精度优于125 μm，共相基准覆盖范围优于20 μm，精度优于0.5 μm，光谱基准不确定度优于5%。实现了不同时空特征扰动的分层次、多模态抑制，利用以上共基准原位测量新方法有效提升了光学系统原位计量检测精度并缩短了溯源链长度，增加了检测效率与准确度。

藻细胞显微图像快速自动获取具有重要的应用价值。针对微流控-显微成像技术中样品进样效率与细胞成像质量问题，研究了基于藻细胞通过荧光检测窗口持续时间的样品平均流速检测方法，并提出基于体积流量调节的微流控自动进样分段控制方法。结果表明，进样速度在10～30 μL/min范围内，样品平均流速检测误差小于5%；分段控制实现了藻细胞显微图像的高质量自动获取，与显微镜检成像质量基本一致，且样品进样速度提升68%以上。研究结果为藻细胞显微图像高效自动获取提供了有效实用方法。

为了在有效地检测复杂场景下红外弱小目标的同时保持较低虚警率，在满足算法实现实时性的前提下，提出一种基于引导滤波和分块自适应阈值的单帧红外弱小目标检测。首先，为缓解边缘杂波干扰，采用具有保边特性的引导滤波对图像进行背景估计；然后，利用弱小目标具备的局部灰度最大特性，提出基于软阈值非极大值抑制的九宫格滤波计算目标的概率。通过加权的方式进一步剔除背景，抑制结果中不满足目标特性的区域；最后，针对复杂场景目标检测虚警率和漏检率高的问题，提出一种分块自适应阈值分割方法提取候选目标。实验结果表明，在公开数据集上与Top-Hat、LCM和Max-Median等经典方法相比，所提方法性能优于其他方法，恒虚警下不同复杂度场景的召回率分别达到87.97%、84.93%和86.22%，可有效抑制背景，增强目标信号，提高红外弱小目标检测的召回率，且具有更好的场景鲁棒性。

太阳望远镜复杂的观测环境会引起机电型边缘传感器的零点漂移。采用光学探测的方法对边缘传感器进行短周期定标，解决太阳望远镜中传感器零点漂移的问题。为验证光学探测技术对边缘传感器进行短周期定标的可行性，开展了基于点扩散函数的子镜边缘探测研究。利用促动器、边缘传感器以及点扩散函数互相关检测法进行交叉定标实验，其检测精度优于5 nm，并在两镜系统上开展了基于点扩散函数边缘探测的主动控制实验。实验结果表明，该方法的探测精度和探测频率满足对边缘传感器的短周期定标。