为了定量评估影响时间延迟积分(TDI)CCD空间相机信噪比的因素,研究了TDICCD空间相机成像机理和噪声来源,建立了相机的信噪比模型.分析了辐射亮度、积分级数、行频和系统增益(模拟增益)对信噪比的影响.搭建了实验室辐射定标系统,模拟了相机在轨工作时的辐射亮度条件.通过辐射定标对不同工作参数与相机信噪比的关系进行了验证.结果表明:对于TDICCD相机来说,光子散粒噪声、暗电流噪声和固定图形噪声在诸多噪声中起主导作用.相机的输出信号和信噪比均随着辐射亮度、积分级数和系统增益的增加而增大,随着行频的增加而减小.辐射亮度、积分级数、行频和系统增益对信噪比的影响量不同.具体来说,即当辐射亮度、积分级数和行频变化量分别为L倍、M倍、τ倍时,其导致的信噪比变化量略大于L1/2倍、M1/2倍、τ-1/2倍.系统增益只能在相对较小的范围内影响信噪比,且信噪比变化幅度随着增益的提高逐渐减小.

系统增益是电荷耦合器件（CCD）的重要技术参数之一，它是测定量子效率、读出噪声、满阱容量等性能参数的基础。随着成像技术的发展，精确标定CCD的系统增益变得越来越重要。介绍了光子转移曲线（PTC）方法标定系统增益的原理，提出利用改变光源强度的方式来获取光子转移曲线，并搭建了相关测试系统，实现了CCD系统增益的精确标定，得出被测器件的系统增益值为1.6229e-/ADU。同时还和改变曝光时间的测量方式进行了对比，两种方法的标定结果基本一致，验证了本方案的准确性。最后，对标定结果进行了不确定度评定。

采用波长为532nm的低重频高能量脉冲激光从31.5m的距离处辐照可见光面阵CCD时, 试验中观察到了可见光面阵CCD的黑白屏现象。提出了准确测算可见光面阵CCD出现黑白屏现象时光敏面上激光功率密度阈值的方法。通过调节入射激光的重复频率和在光路中添加合适倍率的衰减片, 测得了CCD前置光学系统的增益为4.4×103, 并最终获得了CCD出现黑白屏现象时光敏面上的激光功率密度阈值为4.49W/cm2。研究结果可为实施强激光对光电探测器的致盲干扰提供理论依据和数据参考。

位于云南抚仙湖的一米太阳望远镜, 由于其特殊的光机结构和开放式观测模式, 位置控制伺服性能受风的影响较大, 这要求望远镜伺服驱动系统应有较好的抗干扰能力。本文首先从一米太阳望远镜的光机特性以及结构出发, 介绍了该望远镜伺服系统的数学模型及其数值模拟, 重点分析了伺服系统中的速度控制器和位置控制器对风载干扰的改善能力。在保证系统稳定性的前提下, 通过提高系统增益来加大伺服系统的刚度, 可以满足一米太阳望远镜在四级风下正常工作的要求。最后给出该望远镜在实际风载情况下伺服系统的性能和短期跟踪精度的实验结果, 该结果表明望远镜伺服系统能满足科学目标及终端仪器对望远镜跟踪精度的要求。