针对光雷一体化测量系统中复杂谐振对伺服单元的不利影响, 提出了采用自适应陷波器及观测器滤波反馈组合实现谐振补偿的方法。首先, 结合机械结构及频响测试结果分析了系统的谐振特性, 指出系统存在雷达天线谐振、雷达机体谐振和天线高阶及轴系耦合谐振等3类主要谐振模式, 并求得谐振特性随俯仰角变化的规律。讨论了对这种复杂谐振的补偿方法, 提出采用自适应陷波器补偿雷达天线和雷达机体谐振, 并利用Kalman观测器滤波反馈抑制天线高阶及轴系耦合谐振的方法。结果表明: 经过谐振组合补偿后, 各类谐振均得到有效抑制, 速度环闭环带宽期望值达到了115 rad/s, 阶跃过程过渡时间为0.35 s, 在保证闭环控制稳定性的同时满足了系统带宽要求。

从红外相机自身特性和使用角度两方面对靶场红外图像序列中不均匀(花纹)背景产生的原因进行了剖析，分析了传统红外图像非均匀校正算法在处理靶场序列红外图像上的优缺点，提出在目标跟踪过程中随着场景变化，基于实时线性标定的非线性红外图像的校正的新方法，克服了传统方法的弊端，实时确定了校正增益系数和校正因子，消除了序列红外图像中不均匀背景。通过对含有弱小目标的靶场实际序列红外图像进行仿真验证表明，新方法去除了图像固定图案噪声，消除了探测器坏元的影响，输出了理想的序列红外图像。

设计了单站光电雷达三维姿态测量系统, 讨论了将该测量系统用于飞行目标三维姿态测量的可行性, 研究了用该系统测量飞行姿态的原理、算法和误差项。依据选取的三维姿态解算算法确定了系统的关键技术指标, 计算了系统对模拟目标的作用距离, 并分析其三维姿态测量精度。分析结果表明, 系统对模拟目标的作用距离不小于60 km,实时三维姿态测量总误差不大于120′。利用外场现有仪器的校飞试验进行了单站三维姿态解算实验, 结果表明, 利用单站光电雷达一体化测量系统来测量飞行目标的三维姿态信息方法切实可行, 不但可提高仪器测晨的实时精度, 而且可消除传统交汇测量法对布站的限制, 提高了仪器使用效率。

对经纬仪的一个重要的系统误差—水平轴倾斜进行了分析,讨论了水平轴倾斜对经纬仪测角精度的影响。介绍了常用的水平轴倾斜检测方法,针对其局限性提出了一种新的基于莱卡经纬仪的水平轴倾斜检测方法。实验显示这种新方法具有通用性,且根据莱卡读数即可以轻易判断被测经纬仪的倾斜方向。最后,对两种方法的测量误差进行了比较,比较结果表明,新方法的测量误差源虽然比传统方法多,但由于莱卡经纬仪的各项精度指标都很高,故其测量误差＜4″,优于传统方法的测量精度。

由于单台高速摄像机无法满足高速测量领域对大视场、高帧频、高分辨力和高数据量处理的要求，本文对通过外视场拼接来实现大视场角目标测量的技术进行了研究。在分析和比较各种拼接方式的基础上，提出了由4个测量相机的外视场拼接实现大视场测量的系统方案。4台测量相机以"田"字型配置在跟踪架水平轴两端，拼接后在视场上实现了“一”字型大视场测量。采用提出的方案，设计和研制了外视场拼接测量系统样机。采用视场角为10°的镜头进行视场拼接，实际拼接后最大视场为40°(方位)×10°(高低)；视差为360 mm时，目标距摄像机大于247 m无盲区，可以拍摄到完整的图像。

基于2台外视场拼接高速电视测量仪原型样机(硬件)提出了一种将交汇测量和拼接处理相结合的算法。根据需要对地球质心和光电测量系统建立了5个坐标系，介绍了坐标系的定义及其它们之间的变换过程，给出了目标轨迹交汇测量和视场拼接的实例。用2台高速电视测量仪拼接的8台测量相机同时对同一运动目标进行测量，对获得的测量数据进行交汇和视场拼接处理，结果显示提出的拼接算法是正确、有效的，可以得到唯一解；地球曲率半径和地球子午线收敛两项影响因素得到了完全修正，表明交汇测量算法完全可以推广到其它光电测控仪器的交汇测量。