基于激光位移传感器旋转，以回转轴线为基准，提出和验证了一种测量深孔零件直线度的方法。实验结果表明，在选用的激光位移传感器精度为±2 μm的情况下，该方法实现了圆孔直线度的在机测量，与三坐标测量机给出的相对真值对比，误差低于12%。该测量模型仅需机床主轴及其进给部件，易于实施。

在大型精密工件的制造现场，内孔直径在机测量任务极为普遍，而已有测量方法存在诸多不便。介绍了一种单激光旋转测量法，在两条虚轴-回转轴线和激光中心线的位置关系不确定的条件下，研究回转轴线上固定点和被测点的距离极限值同传感器的数值极限值之间的关系，提出了一种适用任意曲面极限被测点的搜索模型。依据该模型，搜索内孔直径方向上的端点，并基于比较测量法，实现圆孔等规则内孔的几何尺寸测量。实验验证了该方法的有效性。该测量模型仅需一个可旋转的主轴，无需编码器等其他辅助测量部件，易于在加工现场实施内孔直径的测量，对推进大型工件上内孔的加工测量一体化进程具有实用意义。

联合激光雷达和毫米波雷达对卷云观测可以得到更全面的卷云特性信息，是卷云观测的一种发展趋势。使用美国大气辐射观测(Atmospheric Radiation Measurement，ARM)计划中卷云观测数据，将激光雷达和毫米波雷达反演的云边界信息相结合，得到更为准确的卷云边界信息。提出卷云微物理特性的激光雷达和毫米波雷达联合反演算法，该联合反演算法能在激光雷达不能穿透或毫米波不能识别卷云的情况下，反演出整个卷云的冰水含量、光学厚度。使用联合反演算法对一次卷云过程进行反演，其中激光不能穿透的区域冰水路径含量反演精度提高24%，毫米波雷达无法识别的区域冰水路径含量反演精度提高48%。在正确反演冰水含量的基础上，利用冰水含量、粒径分布与光学厚度的关系得到卷云过程的光学厚度，克服了由于卷云对激光雷达强衰减导致的光学厚度观测的困难。

使用美国ARM计划安徽省寿县站2008年的微脉冲激光雷达和毫米波雷达的观测数据对寿县上空卷云的宏观物理特性进行了分析，联合两种雷达观测卷云扩大了卷云的边界轮廓，得到更为全面的卷云信息，结果表明了联合激光雷达和毫米波雷达观测卷云的必要性。在此基础上，对观测期间寿县上空的卷云个例进行统计分析，结果显示：卷云过程的平均云底高度分布在5~10 km，其中6~7 km范围所占的频率最大；平均云厚的分布范围为0.25~5 km，其中90.8%分布在0.5~2.5 km；卷云过程持续时间总体上随着持续时间的增大呈减少的趋势，持续时间最长为35.5 h,平均为3.6 h，持续时间小于5 h的卷云过程占82.5%。

为测量机床主轴回转轴线与同向导轨间的平行度，研制了一种基于激光位移传感器的机床测头，并结合逼近式孔心定位法提出一种新的平行度检测方法。该方法以回转轴线不变为前提，借助一标准环规，让环规的同一截面位于主轴轴线的不同点，利用两次精确定位所获得的坐标值，计算导轨和机床回转轴线的平行度。利用该检测方法，可消除实物芯轴类测量方法所涉及的一些缺陷，可在主轴高速旋转时完成测量。实验证明，该方法能够完成机床主轴轴线与同向导轨平行度的测量，有望作为一种新的检测手段对机床进行校验。

对于提高大型工件轴孔加工的精度和效率，孔心的精确定位至关重要。提出了一种基于激光位移传感器的非接触式回转逼近孔心定位方法。将传感器固定于机床的执行切削的旋转主轴上，并将主轴旋转中心置于理想圆心附近。在机床旋转的同时，分别沿与主轴轴线正交且相互垂直的两个方向上移动主轴，直到测量变化量达到最小(理论上可以为零)，此时可以认为轴孔中心达到重合。利用逼近式孔心定位方法，可以快速精确定位与机床关联的圆心的相对坐标，从而指导后续加工。由于采用非接触测量方法，保障了测量的安全性。实验结果表明，此方法能够提高孔心的定位精度和效率。