望远镜自动调焦技术在提高天文观测效率和观测精度方面有着重要的作用。针对云南天文台1.2 m望远镜系统在观测空间目标时受外界多重因素影响下的像点离散、能量分散等问题，提出了一种改进定心精度的半通量直径（HFD-ICA）实时自动调焦清晰度评价算法。该方法在进行图像预处理的基础上，采用改进的强度加权质心法（improved IWC），以亚毫米的精度迭代计算星像质心；然后测出星像HFD，根据HFD值用双曲线法拟合出V型调焦曲线。经过大量实验表明，该算法在指导望远镜调焦时能够迅速找到焦点位置，其精确定焦率与高精度天文图像处理软件IRAF的计算结果相当，在调焦过程中平均处理时长为4.7 s，耗时仅为IRAF的1/10，满足1.2 m望远镜自动调焦的实时性与精度要求。所提方法的调焦效率大致提高37%，具有一定的可行性与实用性。

为了提高中国科学院云南天文台1.2 m望远镜激光测距平台对空间碎片的监测能力，开展了白天空间碎片激光测距技术与方法研究。首先，分析了利用云南天文台现有的1.2 m望远镜激光测距试验平台开展白天空间碎片激光测距的可行性。然后，对白天空间碎片激光测距关键问题进行了分析并提出解决措施。通过白天空间碎片激光测距试验，获得了一部分空间碎片激光测距数据，所测量空间碎片的雷达散射截面范围为9.0~20.0 m²、近地点范围为400~900 km、远地点范围为500~900 km。结果表明：云南天文台空间碎片激光测距平台具备空间碎片白天激光测距的潜力，可为后续开展全天时空间碎片激光测距研究提供技术支持。

卫星激光测距是获取空间目标高精度距离的重要技术。在测量数据应用于科学研究之前,需要对原始数据进行一系列的预处理。常用的信号提取方法主要有Graz自动识别、泊松滤波和人工识别等。近年来,一些学者将深度学习技术应用到天文领域,解决了一些问题并取得了相对理想的结果。提出了一种利用深度学习技术提取目标信号的方法,实测数据的识别结果表明,所提算法具有一定的可靠性、通用性和可行性。研究结果对卫星激光测距系统向智能化方向发展有积极的作用。

一发两收激光测距技术可提高卫星激光测距系统的探测能力，因此，一发两收测距模式在空间碎片激光测距中得到了很好的应用。实测获得的合距离可用于解算目标位置等参数，然而解算过程中存在精密定轨法方程复杂的困难，而将合距离归算到目标到各站点的距离能够简化法方程。结合中国科学院云南天文台1.2 m望远镜10 Hz共光路激光测距接收系统和53 cm双筒望远镜千赫兹常规卫星激光测距系统，建立了一个一发两收高精度激光测距试验平台，并对过境的多圈卫星开展了激光测距试验，直接测量获得了目标的合距离以及目标至各站点的距离。试验结果表明：卫星到1.2 m望远镜的距离与到53 cm双筒望远镜的距离之差符合预期，距离测量精度达到厘米量级，获得的卫星测量数据可用于异地收发空间碎片激光测距系统的距离归算方法研究。

为了实现嫦娥四号中继星的激光测距, 需要开展月球激光测距(LLR)进行技术验证。中国科学院云南天文台基于1.2 m的望远镜研制了共光路LLR系统, 在攻克了多项技术难题后, 于2018年1月22日成功探测到Apollo 15月面反射器的回波信号, 实现了LLR。多次重复实验结果表明, 该LLR系统具备极弱激光信号探测能力, 系统测量精度达到米级。

随着千赫兹(kHz)卫星激光测距技术的发展，高精度、高重频的卫星测距数据为卫星自转速率的研究奠定了基础。基于中国科学院云南天文台kHz卫星激光测距系统的卫星实测数据，分析了AJISAI卫星的自转情况。利用正交最小二乘法对原始观测数据进行了预处理，然后利用频谱分析的方法获得了AJISAI卫星实测数据的频谱图，结合AJISAI卫星角反射器面板的排列规律，分析得出2014年4月AJISAI卫星自转的速率约为0.4382 Hz，利用国内的测距数据得到了地球动力学卫星的自转速率。该方法可以推广到对其他类似激光卫星自转速率进行测定，同时为高精度卫星自转模型的建立提供了基础条件。

空间碎片的存在使空间环境日益恶化，已影响到空间活动的安全。国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究，空间碎片激光测距技术成为一种新的探测手段。首先，概述了国内外空间碎片激光测距技术的发展趋势和现状。其次，在成功获得空间碎片激光测距回波的基础上，研究了激光测距数据联合测角数据单站定轨的方法，仿真计算结果表明，该方法的定轨精度优于单纯光学测角数据定轨的精度。最后，提出一种利用空间碎片激光测距误差来初步测定空间碎片尺度的方法，并分别通过地面靶激光测距实验和空间碎片激光测距实验验证了该方法的可行性，为空间碎片尺度测定提供了一种参考依据。