合理的轻量化结构设计是降低大口径反射镜重量的实际而有效的方法,同时可以有效减少自重等对反射镜面形精度的影响。本文以口径为Φ1200mm主镜为研究对象,采用有限元分析作为研究手段,根据等刚度原则,结合实际工艺情况,设计了两种结构形式的主镜轻量化方案。根据有限元分析结果,确定基于反应烧结碳化硅（RB-SiC）工艺、背部半封闭结构、锥形后表面、采用扇形轻量化孔形式的结构方案为首选方案,并成功研制出了反射镜镜坯。

大孔径反射镜的柔性支撑在随机振动试验中应力响应较大,可能产生残余应变进而导致空间光学遥感器成像质量下降,因此,对大孔径反射镜组件进行随机振动响应分析尤为必要。阐述了随机振动分析的基本原理及其有限元实现。建立了反射镜组件的有限元模型,对其进行了随机振动响应分析,得出了反射镜的加速度均方根响应和柔性支撑的均值应力响应。分析结果表明：反射镜加速度响应均方根为16.3 Grms;柔性支撑的均值应力响应为34.9 MPa。随后进行了随机振动试验验证,结果表明：反射镜组件均方根加速度响应为16.0 Grms;均值应力响应为30.3 MPa。均方根加速度响应分析误差为1.8%,均值应力分析误差为13.2%,满足精度要求,验证了该方法的正确性。

为满足微粒子观测相机对光学系统的要求，提出了一种基于滚珠丝杆驱动的传动式调焦机构，介绍了其独特的直线运动结构形式。针对调焦机构承受的静载荷工况和温度工况，用有限元模拟法仿真分析了它的应力和变形情况，得到的最大静力变形为0．001mm，最大热变形为0．002mm。通过分析该结构各个传动件误差及装配误差，给出了结构总的理论相对误差值为2．2％。在样机的装调检测中实现了步进分辨率为0．005mm，平均空回误差步距角为0．2个，完全可以满足整机对调焦机构的要求。

提出了一种空间反射镜柔性支撑结构,以满足反射镜在重力和温变载荷下对较高面形精度的要求。根据光学设计指标要求确定了反射镜的结构形式,根据该结构形式设计了柔性支撑结构,并利用有限元分析软件对反射镜组件进行了分析和结构优化。分析结果表明,反射镜组件的一阶固有频率达到179Hz,在X,Y,Z3轴方向,1 g重力作用下的镜面面形误差RMS值分别达到5.06,4.43,7.59nm;在3个方向1 g重力和4℃温升耦合作用下,镜面综合面形误差RMS值分别达到6.08,6.32,8.08nm。实验室静态检测结果表明,反射镜在4℃温变条件下能够保证像质,力学试验结果与理论分析基本吻合;经过力学与热真空环境试验后,反射镜面形变化不明显。分析及试验结果表明,反射镜及其支撑结构设计合理,能够满足空间应用要求。

为了实现某长焦距大视场轻型离轴三反空间相机的光机结构设计，基于SiC材料空间反射镜，采用适合于轻型高分辨空间相机的桁架结构，对离轴TMA系统的支撑结构进行了静力学、动力学建模，优化了结构形式。采用光机热集成分析方法，指导、评价和优化相机光机结构设计过程，提高结构固有频率，增强相机热稳定性适应范围。相机结构设计基频〉93 Hz，在±4℃均匀温变工况和重力作用下，相机光学系统传递函数（MTF）达到0．37；反射镜组件加速度响应最大放大倍数〈6倍。结果表明，采用该方法设计的相机结构固有频率高，重力变形、抗振性能、热变形等方面均能满足使用要求。

为了满足反射镜较高的面形精度要求,提出了一种基于有限元分析的柔性支撑结构。首先根据反射镜的设计要求确定柔性支撑的结构形式,然后利用有限元分析软件对反射镜组件进行网格划分并提交运算。分析结果表明,当柔性支撑中镶嵌件膜片厚度为1.5mm、柔性杆十字槽厚度为4mm时,反射镜组件的一阶谐振频率达到206Hz,在1g重力作用下镜面综合面形误差RMS值分别达到2.5nm、4.4nm、25.3nm,在1g重力和4℃温升共同作用下镜面综合面形误差RMS值分别达到15.2nm、17.7nm、28.5nm,各项指标均满足设计要求。动力学响应分析表明,柔性支撑具有较强的抗振能力。

鉴于螺纹在涂胶前后或涂不同种类防松胶、施加相同拧紧力矩时产生的螺栓预紧力差别较大，对空间光学遥感器装配中常用防松胶对螺纹连接预紧力影响进行定量试验研究，结果表明，在螺纹上涂硅橡胶D04（L）与不涂胶相比，相同拧紧力矩时螺栓预紧力减小50％～70％；涂厌氧胶乐泰243、相同拧紧力矩时螺栓预紧力增大46％～98％。某类防松胶使用前需对其对螺纹连接预紧力影响进行定量测试，据测试结果调整螺栓的拧紧力矩达到预期预紧力；在对预紧力精确控制的连接区域，力矩扳手紧固方式不再适用。

高级数据链路控制HDLC协议是一种面向比特的链路层协议，具有同步传输数据、冗余度低等特点，是在通信领域中应用最广泛的链路层协议之一。提出实现HDLC通信协议的主要模块——CRC校验模块及‘0’比特插入模块的FPGA实现方法。CRC校验模块采用状态机设计方法，而‘0’比特插入模块是利用FIFO实现，为HDLC通信控制器的设计提供新的思路。该方法已在Spartan3s400开发板上实现，并能正确传输。