随着航天遥感信息在国民经济发展、环境和灾害监测、科学研究以及军事领域中应用的不断深入,遥感卫星技术正经历着前所未有的发展。与此同时,为了兼顾航天器空间分辨率及时间分辨率的双重需求,卫星研制逐渐趋向于高分辨与小型化,高分辨遥感微小卫星以其分辨率高、尺寸小、成本低、研制周期短及易组网等优点受到越来越多的关注。作为卫星姿态控制的执行部件,由于其制造及装配过程中的误差(如转子不平衡、轴承缺陷等),飞轮在工作期间不可避免地产生一系列预期之外的微小振动。微振动不会对载荷或单机结构造成破坏,但是可能会影响光学载荷的成像质量,严重时可导致图像模糊甚至扭曲。随着遥感卫星分辨率的提高,光学载荷对于微振动越来越敏感,由于微小卫星受到包络尺寸、重量及研制周期等因素的制约,导致针对微振动的隔振设计及地面试验测试均带来更大难度。因此,微振动隔振及试验技术逐渐成为研制高分辨遥感微小卫星的关键技术。针对“吉林一号”卫星星座中某型号高分辨光学遥感微小卫星,本文从理论设计、仿真分析及试验测试三个方面系统深入地研究了飞轮扰动特性及微振动对光学载荷的影响,提出了飞轮扰动抑制及整星系统级微振动测试的新方法。主要工作概括如下:从结构扰动力及谐波扰动力两方面详细分析了飞轮扰动的产生原因并对应其特性建立了力学模型,合并后得到了完整的飞轮扰动力模型。基于Kistler Table测试系统建立了飞轮扰动测试平台,对某型号飞轮进行了扰动力/扰动力矩测试,完成了对飞轮扰动力学特性的研究及分析工作。采用一体化设计理念综合考虑了卫星发射段及在轨段的相关需求,对光学载荷及飞轮等单机进行合理布局,利用基于遗传算法的多目标优化技术对卫星主承力结构进行优化,得到了满足卫星发射段及隔振基频要求的承力筒最优尺寸。通过有限元手段分析了整星动力学及热力学响应,结果满足设计要求。对卫星光学系统、姿态控制系统进行了分析论证,推导了光学放大系数及高通滤波近似方案,结合卫星力学模型建立了整星微振动集成分析模型并计算了飞轮扰动对光学载荷成像质量的影响。研究了单层隔振理论并以此为基础推导了双重隔振理论,建立了力传导率函数表达式并对其中关键参数进行了敏感性分析。分析了粘弹性阻尼材料的阻尼作用机理及力学特性,对硅橡胶材料进行了测试,得到了该材料刚度及阻尼与温度之间的关系。分析了基础柔性对飞轮进动衰减时间的影响,分别建立了飞轮双重隔振方案及整星双重隔振方案,利用微振动集成分析方法对两种隔振系统的振动抑制效果进行了预估。分析了光学载荷成像原理并设计了光学成像微振动试验方案,通过搭建测试平台对某高分辨遥感卫星无隔振状态、飞轮双重隔振状态及整星双重隔振状态下飞轮扰动对载荷成像质量影响进行了测试,得到了载荷焦平面中心像点像素偏移结果及振动衰减效率。通过对比光学成像试验结果与集成仿真分析结果,验证了微振动集成分析方案的有效性。基于高精度加速度传感器建立了无光学成像微振动测试方案,对两种不同光学系统成像模式的卫星进行了无光学成像微振动试验测试,并通过与光学成像试验结果进行对比,验证了无光学成像试验方案的正确性。对卫星进行了在轨微振动试验测试,验证了地面试验方案的正确性及整星双重隔振方案的可行性。