空间光学遥感器是实现空间对地观察的重要手段之一，受到世界各国的普遍高度重视。通过空间对地观察光学仪器，航天员对感兴趣的地面目标进行搜索、观察和监视，可连续获得许多有重要价值的信息和情报，然后将监视的结果经分析、判断和记录，最后传回地面，进而实现空间对地面的指挥和控制。 本文从空间环境角度出发，针对航天员对地观察望远镜系统结构进行了深入的空间环境适应性设计研究。主要包括以下几个方面：望远镜系统的变焦距原理及其设计，电视系统可变光阑自动调光原理与设计，空间环境动力学分析以及空间人机结合功效学。 变焦距物镜组对整个系统的光学信息传递有着重要的作用。本文从其光学方案的选择、变倍方式的选用，变焦镜筒的结构设计多方面进行了深入阐述和研究。通过对机械补偿和光学补偿法比较，选择光学补偿方法实现变焦目的。变焦过程中，透镜前组和后组固定，两组变焦透镜组连接在一起做直线运动。补偿透镜中组固定在它们之间，变焦导程为178mm。经过系统的理论分析，具体的推导计算得到了结构简单、性能可靠、成像质量理想的变焦距物镜。 空间对地目标观察时，由于大气环境、太阳高角及地面景物亮度的变化影响地物在靶面上成象的清晰度。为了使电视系统中CCD摄像机靶面得到适宜照度，在LCD显示器屏幕上观察到清晰的图象，采用可变光阑配合电子快门进行调光控制。由于空间恶劣环境影响，不适宜采用变密度盘调光，而采用可靠性高的可变光阑。本文主要介绍了可变光阑调光组件结构设计及光阑片参数设计。经过校飞试验验证，采用可变光阑和电子快门组合调光，很好地满足了对地观察望远镜电视系统调光动态范围要求。 空间光学仪器工作环境的特殊性决定了它不但要受各种严酷的空间环境的影响，而且在其进入工作状态之前还要受到诸如安装、调试及发射阶段的环境因素的影响。为了确保望远镜在空间环境下能正常工作，并且在发射阶段运载过程中不破坏，在设计阶段采用计算机有限元方法对所设计的仪器结构进行动力学特性分析及动力学动态响应分析，从中找出仪器的薄弱环节和缺陷，并分析其原因，然后对其结构设计进行相应的修改，以提高仪器结构的动态性能。本文对望远镜的第一反射镜组件和望远镜系统整机分别进行了动力学仿真分析和振动试验，试验结果表明结构设计完全满足空间动力学环境对空间光学仪器刚度的要求。 载人航天器是一个典型的人机环境系统，人机环境系统以系统安全、经济和高效为目标。因此本文在对望远镜的操控方式和界面设计时，充分考虑了以人体工程学为基础的空间环境人机结合功效学。