随机并行梯度下降（SPGD）算法广泛应用于光学系统静态像差校正，其性能指标对校正效果影响较大。由于传统的环围能量（EE）校正精度低、平均半径（MR）稳定性差，提出性能指标组合法，以实现静态像差的高精度、稳定校正。所提方法将EE与MR性能指标相结合进行像差校正，首先以EE作为性能指标对畸变图像进行校正，待能量集中于环围区域后，利用MR性能指标继续进行校正，直至能量分布均匀，校正终止。首先进行了校正仿真，结果显示：相比于EE和MR方法，性能指标组合法对静态像差的校正精度高、稳定性好。搭建实验光路，验证了所提方法的有效性。模拟和实验结果均表明，采用性能指标组合法可以获得高的校正精度且校正稳定。该方法可以应用于光学系统静态像差的校正和消除，实现其接近衍射极限的光学性能。

帧转移面阵CCD相机对高亮目标成像时产生的帧转移模糊效应是影响偏振测量精度的关键因素,开展帧转移模糊效应的测量和校正方法研究对提高星载偏振相机高精度定量化应用水平具有重要意义。以GF-5卫星多角度偏振成像仪(DPC)为例,介绍了帧转移模糊效应的产生机理及特点,提出了将帧转移模糊效应分为与光照条件无关的响应差异型帧转移模糊效应和与光照条件有关的拖影型帧转移模糊效应。结合DPC在轨成像时帧转移模糊效应的特点,分别提出了基于矩阵与暗行法的拖影型帧转移模糊效应校正模型和基于暗电流通道的响应差异型帧转移模糊效应校正模型。最后利用积分球验证了响应差异型和拖影型两种类型帧转移模糊效应的最优校正顺序及校正方法的可行性,同时采用太阳光对DPC在轨运行时的帧转移模糊效应校正精度进行验证。实验结果表明,所提方法将DPC帧转移模糊效应对高反射云及太阳耀斑等高亮目标的偏振测量精度的影响由7.28%降至0.43%,满足DPC偏振测量精度优于2%的定标要求。

建立了中继镜系统模型，根据中继镜系统两套自适应光学装置不同的工作条件和用途，分析了宜选用的系统类型，结果显示光源处的自适应光学装置宜选用共轭式；飞行平台处的自适应光学装置宜选用优化式。在此基础上，使用Hafnagel-Valley 5/7大气湍流模型，建立载荷平台高度30 km、目标高度25 km、下行传输瞄准精度1 μrad的中继镜系统，分析说明了第二套自适应光学装置存在必要性及其对中继镜系统性能的影响；数值模拟了0阶、5阶、10阶、20阶、50阶校正精度条件下以及理想校正时中继镜系统的光束传输性能。计算结果显示：双自适应光学装置对中继镜系统光束传输性能提升具有重要影响；闭环理想校正时，中继镜系统上行链路能量耦合效率由58.82%提升至81.27%，靶面光斑0.5 cm桶中功率比例由1.07%提升至15.85%。

定标校正法是目前人们实际使用较多的一种红外焦平面阵列非均匀性校正方法。该方法采用的算法简单， 易于用硬件实时实现，但也存在校正精度低的缺点，针对这一不足，首先通过实验得到了红外焦平面探测器的实际非线性 响应曲线，然后在此基础上进一步分析了定标点的数量及选取对红外焦平面阵列非均匀性校正精度的影响，为提 高定标校正法的校正精度提供了依据。