第一章 概论 王金堂 陈世平 1
1.1 空间相机的概念、基本组成和分类 1
1.1.1 概念 1
1.1.2 基本组成 2
1.1.3 相机的分类 3
1.2 特点和应用 5
1.2.1 特点 5
1.2.2 应用 7
1.3 设计原则与实施步骤 8
1.4 技术发展和展望 10
1.4.1 气象和海洋观测空间相机 10
1.4.2 资源观测空间相机 12
1.4.3 小（轻）型相机 14
1.4.4 空间测绘相机 15
1.4.5 空间侦察相机 16
1.4.6 相机在轨演示试验 18
第二章 空间相机设计基础 顾名澧 21
2.1 空间相机设计的物理基础 21
2.1.1 太阳辐射 21
2.1.2 地球大气对太阳辐射的影响 22
2.1.3 地球的辐射 28
2.2 空间相机基本技术指标 33
2.2.1 空间分辨率 33
2.2.2 调制传递函数 34
2.2.3 光谱特性和谱段选择 34
2.2.4 辐射分辨率 39
2.2.5 时间分辨率 39
2.3 空间相机常用光学系统 40
2.3.1 折射系统 40
2.3.2 折反系统 42
2.3.3 反射系统 43
2.3.4 光学系统的特殊要求 45
2.4 空间相机结构及热设计 46
2.4.1 空间相机结构设计要求 46
2.4.2 空间相机热设计要求 47
2.4.3 空间相机的热设计方法 48
2.4.4 典型热控措施 52
2.5 空间相机电路及电磁兼容性设计 54
2.5.1 空间相机电路设计要求 54
2.5.2 空间相机电磁兼容性设计 55
2.6 空间相机可靠性设计 59
2.6.1 空间相机可靠性概念 59
2.6.2 空间相机可靠性设计准则和方法 60
2.6.3 空间相机可靠性模型及指标分配 61
2.6.4 空间相机主要故障模式与对策 63
2.7 空间相机系统仿真概要 65
第三章 胶片型空间相机设计 杨秉新 乌崇德 杨佩君 邓明业 65
3.1 概述 68
3.1.1 胶片型相机的特点和作用 68
3.1.2 胶片简介 69
3.1.3 胶片型相机系统的组成 71
3.2 地物相机设计 72
3.2.1 设计依据 72
3.2.2 形式的选择 73
3.2.3 主要性能参数的选择 77
3.2.4 摄影周期及工作循环时序设计 80
3.2.5 地物相机组成 81
3.2.6 镜头设计 81
3.2.7 照相窗口设计 90
3.2.8 快门设计 92
3.2.9 像移补偿机构设计 97
3.2.10 胶片展平机构设计 101
3.2.11 输片机构 104
3.2.12 曝光控制设计 112
3.2.13 数据标记设计 115
3.2.14 控制线路的设计 116
3.2.15 相机主体结构设计 126
3.3 星相机设计 127
3.3.1 卫星姿态记录与摄影目标定位简述 128
3.3.2 目标特性 130
3.3.3 相机设计 133
3.3.4 典型的恒星相机设计举例 153
3.4 星相机与地物相机同步工作方式 154
3.4.1 同步和位置要求 154
3.4.2 曝光同步控制电路设计 155
第四章 光机扫描仪 高军 王怀义 金志煜 155
4.1 概述 159
4.2 光机扫描仪的总体设计 161
4.2.1 光机扫描仪的基本组成 161
4.2.2 光机扫描仪设计参数的选择 162
4.2.3 总体设计中的几个关键问题 166
4.2.4 光机扫描仪总体参数的确定与计算 168
4.3 光机扫描仪扫描系统 178
4.3.1 扫描系统组成与主要参数 178
4.3.2 扫描系统扫描特性分析 180
4.3.3 扫描系统设计中的关键问题 183
4.3.4 典型扫描装置——双向摆动扫描装置设计 184
4.4 光机扫描仪光学系统设计 186
4.4.1 光学系统的结构型式选择 187
4.4.2 主光学系统 187
4.4.3 后光学系统 191
4.4.4 杂散辐射控制 195
4.4.5 光学系统热稳定性问题 196
4.5 探测器及低噪声电子线路 197
4.5.1 光电探测器的主要参数 198
4.5.2 探测器噪声特性 200
4.5.3 焦平面探测器组件的设计要求 202
4.5.4 焦平面电子线路设计要求 203
4.6 光机扫描仪制冷系统 207
4.6.1 空间制冷器种类和选择 207
4.6.2 空间辐射制冷器 208
4.6.3 空间斯特林制冷机 210
4.7 星上辐射定标器 215
4.8 CBERS卫星红外多光谱扫描仪设计实例 218
4.8.1 系统主要指标和功能 218
4.8.2 系统组成和工作原理 219
4.8.3 系统实现的性能指标 223
第五章 空间CCD相机 林德荦 马文坡 226
5.1 概述 226
5.1.1 工作原理和组成 227
5.1.2 CCD探测器性能简介 228
5.1.3 发展趋势 232
5.2 空间CCD相机设计 234
5.2.1 相机的使用要求及约束条件 235
5.2.2 相机总体设计 236
5.2.3 光学系统 265
5.2.4 多光谱CCD相机焦面组件 269
5.2.5 调焦机构 277
5.2.6 侧视机构 279
5.2.7 星上定标器设计 283
5.2.8 CCD成像电路 286
5.3 设计举例 291
5.3.1 CBERS CCD相机设计 291
5.3.2 其他类型相机设计概要 299
第六章 空间相机测试与试验技术 周胜利 顾名澧 299
6.1 概述 305
6.2 光学特性测试 308
6.2.1 内方位元素测试 308
6.2.2 真空离焦量测试 311
6.2.3 空间分辨率测试 313
6.2.4 光谱透过率测试 315
6.2.5 杂散辐射特性测试 316
6.2.6 光学系统调制传递函数MTF测试 317
6.3 系统特性测试方法 319
6.3.1 相机视轴与基准面的夹角测试 320
6.3.2 谱段间探测器配准测试 323
6.3.3 光机扫描特性测试 325
6.3.4 系统光谱特性测试 326
6.3.5 系统调制传递函数测试 329
6.3.6 空间相机辐射分辨率测试 331
6.3.7 空间相机信噪比和动态范围测试 333
6.4 辐射定标试验 334
6.4.1 辐射定标种类及意义 334
6.4.2 实验室辐射定标 336
6.4.3 模拟空间环境辐射定标 339
6.4.4 外场辐射定标（太阳作为标准辐射源） 348
6.4.5 利用辐射校正场进行在轨定标 350
6.5 环境试验 362
6.5.1 力学环境试验 364
6.5.2 真空放电试验 365
6.5.3 热真空试验 366
6.5.4 热平衡试验 367
6.5.5 组件热循环试验 368
6.5.6 电磁兼容性试验 368
6.5.7 磁试验 370
6.5.8 辐照试验 371
6.6 成像试验 373
6.6.1 实验室成像试验 373
6.6.2 模拟在轨成像试验 374
6.7 在轨测试 376