本文首先对宽覆盖面阵测绘相机的组成和工作原理进行介绍。针对这种相机的特殊性，提出了对相机内方位元素的标定方法。通过对所研制相机参数的测量，利用偏最小二乘回归理论方法标定出了相机的内方位元素。并通过对标定结果的分析，验证了标定方法的正确性以及精度的可靠性。

针对传统光栅干涉仪中测量范围和分辨率难以同时提高的问题，提出利用单根大长度、低线数光栅实现大量程、高分辨率位移测量的方法。首先利用长度400mm，栅距10μm计量光栅的±5级衍射光生成条纹图，实现了条纹的10倍光学细分。然后提出一种基于傅里叶变换时移特性的条纹细分新方法，利用相邻两帧条纹图同一位置处相位的变化实现了高达1000倍的条纹电子细分。在此过程中，针对能量泄漏对傅里叶变换法相位提取精度的影响，提出条纹图整周期裁剪的方法，使条纹细分精度至少可达到1／1000条纹周期。仿真和实验结果表明，系统具有纳米级的分辨率和优于10nm的测量精度。

在由多台光电经纬仪组成的测量网中,提出一种基于目标位置估计Cramer-Rao限(CRLB)的精度分析方法,并给出了光电经纬仪组网测量布站应遵循的原则.Cramer-Rao限给出了无偏参数估计变量的下限,可以定量分析不同数量、不同位置的经纬仪组网测量的目标位置估计精度,为制订经纬仪组网布站方案提供依据.仿真计算和实际应用结果表明,两台经纬仪与目标所构成的夹角( 应满足60o<( < 120o;采用3台或4台经纬仪组网对目标位置估计性能有较大改善,但进一步增加经纬仪的数量,性能改善不明显.

针对靶场光电测量中使用的双站交会方法需要切换交会公式、交会精度不高的问题，提出了一种在直角发射坐标系中，基于高斯-牛顿法的多站交会方法。通过仿真试验将其与传统双站交会方法进行比较，证明了这种多站交会方法具有良好的收敛性和较高的交会精度。

提出一种数字投影式顶焦度测量的技术方案.根据此方案设计的焦度测量仪,通过精密机械传动,嵌入以单片微型计算机为核心的硬件控制系统和软件处理系统,对眼镜镜片球镜顶焦度、球柱镜顶焦度及轴位角等进行了测量.它通过光学投影的方式进行对焦,测量活动标尺的平动量和转动量来计算相应参数,并利用液晶LCD显示结果.采用一种动态基准存储技术,通过预先存储的动态基准来计算顶焦度,可以有效消除系统误差,提高测量精度.对产品样机的试验结果表明,顶焦度的测量精度达到±0.03D.

在用拍星法标校高精度测角设备过程中，针对通常采用天文授时存在的授时难、理论值误差大等问题，提出了应用GPS授时时角拍星法进行拍星标校。授时精度的提高和新时角算法的运用，大大提高了拍星标校的理论值精度，标校精度可达5”以内，并在高精度测角设备上得以应用。

针对激光三角法输入输出关系在大位移小夹角测量中非线性太强的缺点，改进标定方法以提高系统稳定性和测量精度。根据本文的实际情况，从基本的像点．位移曲线关系出发，对公式进行了化简。结合非线性回归分析和逐段逼近的方法，提出新的标定方法。通过非线性回归保证标定的精度和稳定性，逐段逼近对系统误差自动校正。最后进行了大量实验，数据表明该标定方法具有良好的稳定性和较高的精度。该方法采样数据较少，精度高，对系统误差有一定的自动校正能力，特别适合于对大位移测量系统进行快速标定和系统误差校正。

大口径平行光管作为实验室测试和标定必不可少的设备，已经普遍应用于各种光学设备的标定与检测中。但是光管因为震动、温度的梯度变化和空气扰动等影响因素出现离焦现象时，会导致平行光管出射光发散角增大，测量结果可信度降低。针对以上问题，本文提出了一种利用五棱镜作为光反馈元件的小型焦面监测装置，采用CCD作为图像采集装置，利用软件实现系统离焦量的计算，可对大口径平行光管的焦面进行长时间高精度的监测。经过计算机仿真与试验表明：本系统检焦分辨力可以达到45um以内，满足实验室检测设备精度要求

针对大口径大视场望远镜的需求，设计了一种用于大口径望远镜的机械快门，其通光口径可达中200mm，具有快速启停，定位准确，不同倾角下两叶片同开同闭等特点。机械结构设计中采用同步传送带和步进电机作为其传动装置具有平稳、速度快、定位准等特点；步进电机的控制、驱动设计中采用DSP发生PWM脉冲波控制电机的速度与位置；同时采用了指数型加减速曲线实现快门的快速启停。实验结果表明，研制的快门叶片打开或关闭时间达到0．2S，稳定性高，整体结构设计巧妙、紧凑，完全可以满足大口径望远镜的使用要求。

线扩散函数是评价成像系统成像质量的一个重要参数，线扩散函数的模拟分析与验证对成像仪的研制至关重要。本文首先分析中波红外全景成像仪探测器所接收到的辐亮度，从理论上估算了全景成像仪的线扩散函数，然后通过斜缝法加以验证，试验结果证实了理论模型的正确性。并对线扩散函数经离散傅里叶变换计算而得MTF传递函数，结果与理论得出的系统MTF基本符合，进一步证明了这种模拟分析方法的可行性。