应某星载高精密遥感相机的功能指标要求，镜头及焦面探测器工作在不同温度，且存在较大温差，以致焦面探测器窗口玻璃的冷辐射使镜头最后一片透镜的温度梯度、面型参数等发生较大变化，不能满足光学系统成像质量的要求。为消除焦面探测器窗口玻璃的冷辐射对光学系统的影响，提出了一种于焦面探测器窗口玻璃与镜头间增加一层阻隔光窗的设计，用于将焦面窗口玻璃的冷辐射进行阻隔屏蔽，从而使光学系统的成像质量达到要求。经过建模仿真对比，证明文中的设计形式能够消除焦面组件与镜头组件间的辐射热差，提升了相机的成像质量，验证了该设计的正确性与合理性，为星载高精密相机消除部组件间的辐射热差设计起到了一定的指导作用。

为了使遥感相机同时具备大视场搜索和多波段高分辨成像功能，提出了一种成像与搜索模块一体化的遥感相机光学系统。大视场搜索模块采用离轴四反结构，通过推扫的模式对目标区域进行扫描；小视场成像模块通过次镜分光，实现可见光和中波红外同时高分辨成像。各系统复用大口径主镜有效降低了遥感相机的体积和质量。当轨道高度为500 km时，该系统可实现以8 m的地面分辨率对33 km线宽的地面进行推扫搜索，确定目标后，通过调整卫星姿态，使可见光和中波红外成像模块分别以 0.45 m 和 3.2 m 的分辨率对地面目标进行高分辨凝视成像。公差分析结果表明，可见光成像模块、中波红外成像模块以及搜索模块各视场的调制传递函数（MTF）分别在其奈奎斯特频率处（133 lp/mm、20 lp/mm和33 lp/mm）均大于0.2。该系统能够满足实际加工和装调要求，为实现紧凑型空间光学系统的设计提供了一种可行性方案。

中巴地球资源卫星立足于陆地资源领域，以中高分辨率光学遥感为主。04A星主载荷采用大视场、低畸变三反离轴式光学系统。为解决相机立式安装带来的力学环境恶劣问题，提出了一种箱式主承力结构与被动隔振的解决方法，从主承力结构设计、反射镜支撑、隔振措施入手，对三反离轴相机进行了静力学、动力学建模，优化结构形式，通过光机集成分析，提高了结构固有频率，一阶频率达到168 Hz，降低了发射段力学响应，相机关键部件力学响应衰减50%以上，相机系统传递函数大于0.18。经过地面环境试验和在轨验证，光机结构设计合理，力和隔振性能均满足使用要求。

在阐述积分时间测算原理基础上，对测算算法的误差源及残差进行了分析，并定量分析了残差对成像质量的影响，利用50组样本数据通过MATLAB仿真验证了采用Harris角点特征检测算法来实现帧间图像像移 $ \Delta {{L}}$的亚像元精确计算的有效性，采用角点阈值优化及先验知识剔除误匹配点相结合的策略，有效降低特征角点检测及匹配计算时效，减少了运算数据量，对已匹配角点亚像元定位计算，仿真结果表明 $ \Delta {{L}}$计算精度优于0.2个像元可满足测算方法在轨使用需求。最后结合实时测算方法应用特点给出了TDI探测器型高分辨率空间遥感相机成像参数的建议，为测算方法的在轨应用提供设计参考。采用高频面阵CMOS测速相机进行积分时间实时测算的方法能有效解决目标高程数据未知情况下，摄影点斜距无法精确获得的问题，方法具备低成本及星上可行性，同时能够弥补像移失配所导致的像质下降现象，有利于TDI探测器型高分辨率空间遥感相机成像性能的提升。

多通道焦面遥感相机通道间的配准是相机**定焦过程中的关键技术，通道间的配准精度决定了后续通道融合后的遥感图像质量。设计并完成了一套用于解决九谱段双通道焦面配准的测试仪。积分球照明一条狭缝，经平行光管成像在无穷远，照明九谱段相机，在相机焦面上得到一个竖直放大的狭缝像。四谱段、五谱段线阵探测器分别位于双通道焦平面上，分别调整双通道焦面的位置，计算四谱段、五谱段探测器上狭缝像的质心位置，通过质心位置来评价通道间像元的对准精度。该仪器解决了多通道焦面遥感相机通道间的配准问题，配准精度达亚像元量级，保证了通道融合后的图像质量。