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空间相机以成像直观、图像信息便于处理和利用等特点得到了各国的重视。研制高空间分辨率空间相机是一个复杂的涉及多项关键技术的课题，其中的大口径、长焦距光机系统设计正是目前亟待突破的关键技术之一。本文结合凝视型高空间分辨率相机，进行了红外通道光学底板优化设计、高精度红外透射系统装调和大规模焦平面拼接技术的研究。
红外通道光学底板需要满足红外通道中的场镜、中继透镜组及焦平面杜瓦组件等结构的支撑，其长度达到1500mm，宽度达到600mm。本文采用优化设计技术进行了拓扑优化和尺寸优化，并结合有限元法进行了分析，最终得到轻量化率大于85％的设计结果。
红外透射系统光学口径大，间距长，光学公差要求严格，且存在光轴的偏移，其安装、装调与检测具有很高的难度。本文采用三坐标测量技术，通过计算尺寸链、设计专用工装等手段完成了Φ370mm口径红外透射系统装调，总结了一套完整的技术方案。
大规模探测器拼接技术是实现大尺寸焦平面的关键。本文基于激光镜面定位技术，采用机械式拼接方法对小面阵探测器进行了拼接，实现了4组2片平面度达到±10μm的拼接探测器组件，并进行了成像实验，得到的连续区域单景图像有效像素大于1亿。
本文的创新点为:
(1)提出使用三坐标测量技术对光学系统进行装调测量，通过建立坐标系和计算尺寸链实现了系统装调，研究了一套完整的大口径红外透射光学系统高精度装调技术方案，完成了Φ370mm口径红外离轴透射光学系统的高精度装调;
(2)设计了精密调节机构，结合非接触式激光测量方法，实现了大规模焦平面探测器的机械式拼接，完成了4组2片平面度为±10μm的CMOS探测器拼接组件，并通过像方指向成像技术得到有效像素大于1亿的大视场连续区域图像。
通过本文的研究工作，可以有效解决目前探测器发展水平的瓶颈问题和分离式红外透射系统的高精度装调问题，为未来发展高分辨率相机提供技术参考。