被动测距中直接测量的方位角、俯仰角与位置坐标的非线性函数组成测量方程。假设目标相对于观测站在三维空间中作匀速直线运动，建立了运动单站被动测距的状态转移方程。由测量方程和状态转移方程组成的动力学模型，将被动测距归结为典型的非线性状态估计问题。粒子滤波器利用MonteCarlo模拟计算状态的最优Bayesian估计，它适合于任何能用动力学系统概述的模型，状态估计精度不依赖于坐标初始假设值。模拟实验实现了粒子滤波在匀速运动观测站对匀速运动目标的被动测距．实验结果说明：粒子滤波器在被动测距中有重要的意义。

针对散热受限热电制冷系统中温度非稳态变化过程，建立了一个简单的分析模型，基于该模型对CCD芯片热电制冷进行了仿真分析和实验研究。仿真和实验结果均表明：在散热受限条件下，热电制冷系统的热传过程长时间处于非稳态；存在一个最优制冷电流Imax，当Ic〈Imax时，增大Ic可以提高制冷效果；反之，则不然。电流越大，芯片温度非稳态变化就越快。当制冷量小于热负载，芯片从被制冷转为被加热。热沉散热能力越强，制冷效果越好。

在低温光学系统内建立两级温区是红外弱目标双波段探测的基础和关键,采用氦气压缩式制冷技术,通过精密的结构、热、光学设计和分析,实现了低温光学系统内两个低温温区的隔离与建立,一级温区80～100 K,二级温区40～80 K,控温精度±0.5 K,温区内最大温差2.4 K,两温区独立控温、互不干扰,克服了国内低温光学研究受液氮制冷对温度和使用条件的限制,使国内低温光学的研究达到了具有更低工作温度和双温区同时工作的水平。

介绍了卡塞格伦光学系统系统杂光的抑制。提出了带径向叶片的超短型遮光罩的设计方法，讨论了光阑的安排和衍射杂光的抑制。在此基础上，为一实际卡塞格伦光学系统进行了遮光罩设计。并在红外波段λ＝１０．６μｍ，测试了该系统的点源透过率ＰＳＴ，实测结果证实了系统杂光抑制的有效性。

在大变倍比连续交焦望远镜中，控制望远镜象面的径向和轴向跳动，是结构设计的关键之一．本文在对不同导向机构的比较与研究的基础上，设计了一台口径为φ１３０ｍｍ、变焦范围１００ｍｍ－１０００ｍｍ的变焦望远镜．成象清晰，象面径向和轴向跳动均小于０．０３ｍｍ

利用光线追迹的方法分析了地平式天文望远镜的几面反射镜在望远镜的竖直轴、水平轴转动时所引起的图像旋转，给出了目标图像旋转与望远镜高低方位角之间的函数关系式。并利用别汉棱镜转像的特性在成像光路中加入了实时图像消旋系统。经试验验证，在不同方位角、天顶距情况下采集的目标图像其消旋残差仅为25arcsec，即使在图像边缘处目标图像的消旋残差也小于0．2像素。