将可见光与红外光学系统运用分光镜和卡塞格伦平行光学系统组合成平行共光路系统。运用这一特性研发了红外与可见光发射光轴平行度检测仪,用红外和可见光CCD作为传感器。在平行度检测仪前放置标准平面反射镜,进行自准标校。进行平行度检测时,检测仪放置在被测复合光学系统前,标准平面反射镜放置在光学系统后。调整平行度检测仪,使检测仪的可见光轴与复合光学系统的可见光轴平行;再调标准平面反射镜,使可见光学系统成自准直像。以可见光轴为基准,采集检测仪经复合光学系统及标准平面反射镜后的红外像。进行图像分析及数据处理,得到复合光学系统红外光轴与可见光轴的平行度。检测仪的不确定度为3.5″。

基于三点法测量直线度误差原理（三点法误差分离技术）,提出了一种新的针对大型环形工件平面度的检测方案。不同于传统的三点法测量直线导轨,该方案以封闭的圆环作为测量对象,测量结果为平面度误差而非直线度误差。叙述了三点法测量原理,以及三点法在大型环形平面的平面度检测中的应用。讨论了调零误差对测量结果的影响。提出一种有效的消除调零误差的数据处理算法,最后对该方法进行了仿真验证和实验。实验结果表明,该方法可以很好地消除调零误差,分离出被测工件的形状误差信号。

针对大型环形平面尤其是非连续平面(带孔、有槽、中间有凸台子、中间间断、异形平面)平面度的检测,研制了一种新型测量设备—激光平面度仪。该仪器采用了激器、五棱镜与转台组合产生基准平面,以PSD作为探测器;通过测量被测点与基准面的高度差获取平面度数据。该仪器的测量不确度为4.6μm。

针对目前光电自准直仪难以做到既有高分辨力同时又有大的测量范围的不足，提出一种成像式光栅自准直测角方法。该方法将成像式光栅方法、自准直测角技术相结合，利用标尺光栅像和指示光栅形成的光栅副反映被测物体的角度变化。试验结果表明，该系统接收到的光栅信号稳定，满足光栅计数的要求，成像式光栅自准直测角方法原理可行。该方法避免了光栅副间隙带来的误差，具有大量程及较高的分辨力。

介绍了一种可以实现经纬仪竖直角任意角度检定的新型检定装置，它由一台立卧两用数显转台和一支平行光管组合而成，可以实现对小型经纬仪垂直角０°-１８０°范围内任意位置测量．其结构模块化、简单合理、操作方便、检定结果准确度高，特别适用于测风经纬仪的检定．

穷举法是根据各个自变量所有可能取值相对应的函数值(输出值)寻找参数特征的一种分析方法.在动靶标标准装置的设计中,尽管其计算公式复杂,但用穷举法还是能比较方便地推算出各参数之间的关系,从而可以合理地设计出满足应用要求的动靶标标准装置.

介绍了子孔径拼接检测平面波前的基本原理，提出了基于均化误差和最小二乘法的多个子孔径同时拼接的数据处理方法，有效减小了误差传递和积累。用该方法对Zemax仿真的望远镜光学系统进行了子孔径拼接检测，拼接光学系统波前和直接用Zemax得到的全孔径波前对比，其峰谷值（PV）和均方根（RMS）的偏差分别为0．0151兄和0．00162,。并用121径为100mm的小口径干涉仪对口径为200mm的平面镜进行了拼接实验，将其全孔径波前与直接检测的结果对比，其峰谷值旷功和均方根（RMS）的偏差分别为0．0559五和0．0004λ。实验结果表明了该算法的有效性，该方法不仅适用于检测光学元件，也适用于对光学系统平面波前检测。

针对干涉仪高精度检测的需求,本文提出了旋转法标定干涉仪系统误差,实现绝对检测,从而提高检测精度。该方法根据Zernike多项式的性质,可以通过N次平分旋转和一次旋转法两种方法实现。本文对这两种方法分别做了详细的理论推导,并且给出具体实验结果与误差分析。实验结果表明,两种方法的测量结果基本一致,差值的PV值为0.006λ,RMS值为0.001λ。误差分析结果表明,一次旋转法的旋转误差小于N次平分法,因此一次旋转法是一种精度更高的方法。