为了从科学级面阵探测器中筛选出满足空间应用要求的具有高可靠性和稳定性的器件,针对星载面阵电荷耦合器件(CCD),开展了温度循环、随机振动及高温老炼等环境应力试验。设计了一套筛选专用的面阵CCD图像采集系统,并基于分段式均匀照明光源和连续可调谐均匀单色照明光源,对筛选前后面阵CCD的光电性能参数进行测试。通过对比筛选试验前后面阵CCD的暗电流、像元响应非一致性、量子效率及非线性误差等参数,分析面阵CCD的环境适应性,剔除早期失效或性能变化较大的探测器,从中筛选出性能最优的探测器,并将其应用于星载多角度偏振成像仪以进行大气遥感观测。试验结果表明,最终优选的探测器在筛选试验前后的量子效率最大变化为-2.56%,像元响应不一致性均小于3%,非线性误差均小于1%,筛选后暗电流为889.22 electron·(pixel·s -1) -1。研究结果为低等级面阵CCD筛选方法及CCD性能评估技术提供了重要参考。

为了定量研究面阵电荷耦合器件(CCD)错位成像技术图像质量的提高以及CCD像元填充因子对图像质量的影响，建立了仿真不同像元填充因子的面阵CCD错位成像的数学模型。以Matlab为平台，不考虑噪声的干扰，对ISO12233标准分辨率测试卡子图像进行了仿真，结果表明，CCD像元填充因子为100%时，与普通成像模式相比，对角错位、四点错位成像模式图像的灰度平均梯度分别提高了2.9970、3.4136，拉普拉斯能量分别提高了0.5676、0.7478，且CCD像元填充因子为其他值时，相较于普通成像模式，对角错位、四点错位成像模式图像的GMG和EOL均得到提高；采用四点错位成像模式时，与填充因子为100%的面阵CCD相比，填充因子为69%、44%、25%的面阵CCD四点错位模式图像的灰度平均梯度分别提高了1.433 0、3.337 3、5.153 2，拉普拉斯能量分别提高了0.638 0、1.704 4、3.196 8，且采用其他成像模式时，填充因子为100%、69%、44%、25%的图像的GMG和EOL均不断提高。研究表明，面阵CCD错位成像技术能够提高图像质量，且四点错位成像模式图像质量优于对角错位成像模式；在满足信噪比指标要求的前提下，对于面阵CCD同一成像模式，像元填充因子越小，图像质量越高。

针对1∶50000比例尺无地面控制点的立体测绘应用和当前卫星姿态测量精度低的问题，采用国际首例的线面阵电荷耦合器件阵列测绘体制，建立了完善的像移补偿模型，设计实现了高强度、高刚度、高稳定度的测绘光学平台，实现了光学平台各相机参数的标定，突破了传输型无地面控制点定位关键技术，满足无地面控制点1∶50000比例尺地图测制，实现了国家基础框架测绘。针对未来更高比例尺的应用需求，提出了双面阵推扫立体测绘成像系统，并针对超级互补金属氧化物半导体面阵传感器应用提出了相关要求，展望了未来的技术发展。

在可见近红外(VNIR)波段，信噪比及焦面稳定性是高光谱成像系统的重要性能指标，其中电荷耦合器件(CCD)探测器的合理选型是提高高光谱系统的信噪比及焦面稳定性的重要环节。提出了一种基于CCD像元规模、帧频和像元尺寸三个参数的快速选取符合要求CCD的方法，根据VNIR波段信噪比公式，建立了信噪比与焦深两个模型，根据工程应用系统分析，阐述了选型过程，着重阐述了像元尺寸选型（信噪比选型）的计算，对选型结果进行信噪比和焦深分析，验证了模型建立与选型方法的合理性。结果表明，提出的CCD选型方法可以高效准确地选取符合高光谱成像仪要求的CCD探测器。

利用1.319μm连续钇铝石榴石激光对可见光面阵CCD系统进行干扰实验,分析了该CCD系统发生干扰饱和的原因,计算了1.319μm激光辐照面阵可见光CCD的干扰饱和阈值,利用实验数据在定量上验证了计算结果.当像面上激光功率密度达到102W/cm2量级时,CCD出现饱和串音,达到103W/cm2量级时,出现全屏饱和.