为了降低载车平台变形对经纬仪测角精度的影响，补偿较大变形产生的测角误差，实现活动站测量，分析了平台变形对光电经纬仪测角误差影响的基本原理，利用一套激光自准直式的非接触测量装置测量出因平台变形而导致的经纬仪方位旋转轴线的倾斜角及倾斜方向，通过时统终端与经纬仪望远系统同时记录测角数据及倾斜数据，从而对测角误差进行修正。该方法精度高、实时性强，能够补偿±0．7。范围内平台变形而带来的测角误差，测量装置误差在20”内。为实现高精度车载光电测量提供了一种有效的途径。

在研究多部光电经纬仪组网测量目标三维空间坐标算法的基础上，给出了一种利用正交矢量算法进行目标实时定位的方法，推导出定位精度公式，并验证其性能。运用蒙特卡洛实验方法对三种定位算法在三台光电经纬仪不同测量误差、不同站址坐标和目标不同轨迹条件下，进行定位精度仿真，得出其误差分布曲线，最后计算出三种定位算法在不同基站数目下的执行效率。仿真和计算结果表明，算法可以有效地提高光电经纬仪组网测量的定位精度，并且具有实时性强、精度整体稳定等优点，能够满足光电组网跟踪测量系统对运动目标高精实时定位的要求。

提出了一种光电经纬仪单项差检测新方案，光电经纬仪以正镜瞄准不同俯仰角度目标测得的方位角与高精度经纬仪标定的方位角真值有一定差异，利用这种差异与光电经纬仪的照准差和不垂直度误差之间的内在联系，推导出光电经纬仪的照准差和不垂直度误差。新检测方案的单项差测量误差小于10＂，对由于结构限制不能进行倒镜测量的机载光电测量系统单项差修正有实际意义。

高速光电经纬仪的系统测角精度是一个复杂的函数关系,由多种因素决定。对一种采用了连续变焦镜头的高速光电经纬仪的测角精度进行了全面分析。首先对设备的测角总精度进行分类,并对变焦镜头在工作时产生的十字丝倾斜和所需要的焦距修正系数进行了深入的理论分析;然后通过实例和检测的情况分析了该设备的实时和事后的测角精度。为全面把握设备的性能、全面认识系统在变焦测量后的动态特性、探索变焦测量的测量方法以及实时分析空间定位精度提供了依据。

提出了一种基于空间两异面光轴公垂线估计目标真实位置及组网布站站址几何的优化设计方法。通过光电经纬仪观测目标方位角、俯仰角和基线长度,计算两光轴在待估目标上的两交点,得到目标位置的公垂线.依据两台光电经纬仪的测角准确度作为权系数,估计目标真实位置。通过误差仿真及定位准确度分析,研究了组网测量中交会角、方位角、高低角和基线长度对定位准确度的影响.

研究多台经纬仪定位优化的过程中,针对纯方位无源定位系统,采用多台光电经纬仪组网测量时的优化布站。为了提高定位精度,准确计算跟踪参数,用最大似然估计法推导三维多站纯方位无源定位的迭代计算公式,得到目标位置估计的误差传递关系,按照纯方位无源定位中几何精度稀释因子（Geometric Dilution of Precision,GDOP）最小为原则,提出用遗传算法对三台光电经纬仪站址的几何分布进行了仿真计算。结果表明在对空中目标进行观测定位时,定位精度最高,三台光电经纬仪应以观测目标的地面投影点为中心呈正三角形部署,为实际布站应用优化提供了参考。

为了得到符合主镜镜面变形要求的轻量化结构，利用三维建模软件UG建模，并用有限元分析软件Patran对主镜镜面面形进行分析。应选择微晶玻璃作为主镜材料；接着，对支撑结构进行优化；而且设计轻量化结构，并分别以筋厚以及镜面厚度为变量，分析两者对光轴垂直时的轻量化结构镜面变形量的影响，并最终得到优化后轻量化结构。结果表明，优化后轻量化主镜质量为35．55kg，轻量化率为59．39％，且光轴垂直时，PV=26．24nm，RMS=5．73nm，满足设计要求。

阐述光电经纬仪跟踪架谐振频率对系统稳定运转的重要影响,指出计算跟踪架谐振频率的重要性。以某一型号的光电经纬仪跟踪架为例,推导计算其谐振频率的公式,得到了计算结果,并与实验测定结果进行比较,证明计算方法的正确性。最后探讨改善跟踪架整机谐振频率的方法。

为了对野外站点经纬仪测角进行校准，提出了拍摄方位标的外场静态测角精度校准方法。阐述了飞行试验外场动态测角精度的校准方法，分别对大地方位标、GPS测量真值及测量数据进行了不确定度评定，给出了测量数据及测量结果的合成不确定度，为光电经纬仪外场测角精度的校准提供了新方法。

光电经纬仪跟踪架的轴系精度直接决定着整个设备的测量精度.针对主镜口径1m的光电经纬仪跟踪架的水平轴系,对水平轴系精度的影响因素进行了分析,通过相应设计及计算,得到跟踪架水平轴系的晃动误差RMS值≤1”,并通过对水平轴系的精度检测验证了上述结论,实现了高精度轴系的设计要求.