方位瞄准系统中，通常借助直角棱镜实现对惯性器件方位敏感轴的监测。直角棱镜棱脊不平时将会引起方位瞄准误差，通过建立棱脊不平度对方位瞄准精度影响的数学模型，推导出了精确的矢量表达式，给出了目前常用的棱脊不平度测量原理及其工程实现手段，在此基础上，提出了一种基于斜方棱镜进行棱脊不平度检测、标定的新方法，分析了测量原理及影响测量精度的重要误差源。基于自研“斜方棱镜装置”，搭建测试平台，实验结果表明，装置沿棱脊方向的水平状态对测量精度影响较大，经标定后的系统，测量精度可以达到10″以内，具有操作高效、简便等显著优点，对于提高方位瞄准精度，有着非常重要的现实意义。

根据多狭缝自准直仪目标物形状特征及光电探测器成像特点,通过边缘检测算法确定经过高斯滤波处理的CCD图像的像元级边界.在此基础上应用局部牛顿插值法对CCD图像边缘位置附近进行亚像元细分,实现亚像元边缘检测;再结合最小二乘直线边缘拟合法进一步提高图像边缘检测准确度.经验证,该算法可达到0.13″的定位准确度.

为了提高自准直仪的分辨力，将纵向莫尔条纹引入到光路中，用长光栅代替传统单狭缝，将长光栅成像在CCD检测器上，CCD作为标尺光栅，通过两个光栅叠加形成的莫尔条纹的变化可以将成像位移分辨率提高到亚像元，进而将自准直仪的角度分辨率提高到毫秒级．实验结果表明，相对于直接检测狭缝边缘的方法，莫尔条纹法的分辨力提高了25倍．

在无机械连接的方位角测量系统的研制中,通过对磁光材料的特性及磁旋光温漂的成因分析,采用直接读出解调和方位随动测角的方法,有效的降低了由Verdet常数变化引起的磁旋光漂移导致的方位失调角变化.使得系统可以在无需补偿和预热的情况下实时测量,方位测角精度3δ小于5″.

为了提高自准直仪的准确度,利用三次样条插值法对CCD像元进行细分,并利用直线边缘拟合法检测图像边缘.实验采取独立的测量手段,将自准直仪的实际转角和算法计算得到的角度值进行比较,分析其准确度.实验结果表明,该方法能明显提高自准直仪的准确度,准确度达到0 .1角秒.