为了实现对离轴椭圆柱面镜面形的高精度检测,提出一种无像差点法和计算全息法相结合的混合式干涉测量方法。针对离轴椭圆柱面镜的特殊面形,将由平面镜与计算全息图(CGH)高度集合而成的标准柱面镜(TC)的出射柱面波作为检测光,并将光轴移至入射一侧的椭圆焦点与离轴椭圆柱面镜中心的连线方向,以减少测量光路的相对口径。再利用椭圆的一对无像差共轭点,实现干涉测量。将离轴椭圆柱面镜作为光轴上具有6个自由度的空间刚体,推导出误差分离矩阵。从波像差理论出发,推算出调整量引起的调整误差的各部分参数,确定了干涉测量方法中的调整量。实验结果表明,该测量方法可以有效地实现离轴椭圆柱面镜形貌的测量,利用误差分离矩阵可以推导出调整误差参数,便于进一步的系统误差分析与校正。

基于信标的摄影测量定位技术，提出了一种用于光电助降系统的双摄影测量算法。利用两台CCD 摄像机探测直升机两侧各四个信标，建立目标坐标系、摄像机坐标系和图像坐标系，根据信标、镜头中心和信标像点的共线性得到关于旋转矩阵和平移矢量的线性方程组，由此计算出直升机相对于着降点的位姿。设计了一套直升机光电助降实验系统，使用高性能DSP 系统进行实时图像处理，运用双摄影测量算法实时计算直升机着降引导信息。模拟实验结果表明，在两摄像机距离着降点8~13 m 范围内，光电助降实验系统的距离测量精度达到±5 cm，而角度测量精度达到±3°。

日盲区的存在，给近地探测240～280 nm 范围的紫外辐射提供了良好的背景。本文设计了一套成像型日盲紫外探测实验系统。从辐射能量传递的角度出发，借鉴凝视型红外搜索跟踪系统的分析方法，推导了紫外探测系统的探测距离模型。以氘灯为探测目标，在三种典型天气条件下对实验系统进行了探测距离实验。结果表明，采用探测距离模型的计算值和实验测量值有较好的吻合，为紫外探测系统的设计和性能评估提供了重要的理论和实验基础。

为了研究日盲型紫外探测中的目标定位，设计了1套紫外探测实验系统。提出了1种基于目标图像的定位算法，通过确定目标在像平面上的位置，计算目标方位角。对系统及算法进行了理论分析和实验验证。以氘灯为目标的紫外光源，探测系统在30m处取得了0．5°的方位角测量精度。结果表明，该定位算法是可行的。这一结果对进一步开展远距离实验、完善系统是有帮助的。

为了减少噪声对摄像机镜头畸变的校正结果带来的影响,提出了一种校正摄像机镜头畸变的非量测方法。先找出由直线畸变而成的曲线,再用直线段连接每条曲线的两个端点形成一些闭合曲线,把它们的面积平方和定义为畸变测度,并用遗传算法搜索畸变测度的最小值,以此得到畸变参量。计算表明,该畸变测度具有较好的抗噪声能力,而遗传算法能避免收敛于局部极小值,减少了矫正图像的均方根误差。实验表明,对多幅图像分别和联合校正,相应矫正图像之间的均方根误差较小。计算和实验都表明该校正方法具有良好的稳健性。

提出一种用共线点列标定摄像机镜头畸变参数的方法，先根据交叉比不变性确定畸变中心，再利用直线的中心投影仍为直线这一性质确定畸变系数。仿真表明，只要采用相应方法降低像点坐标的误差，畸变中心的误差小于2个像素，畸变系数的相对误差不超过0．1。实验表明，用该方法得到的畸变参数，能够很好地校正图像。该方法简单易行，可应用于摄影测量、计算机视觉等领域。

提出了一种快速、高精度的相位式激光测距方法.采用带有独立电路的内、外光路替代传统机械转换光路的方法,提高了测量速率.采用双发射频率,既扩大了量程,又保证了测量精度要求.使用单片机、复杂可编程逻辑器件CPLD进行数据处理与逻辑控制,简化了电路设计,提高了系统的稳定性.实验测量速率达到5Hz,测距精度3σ小于65.7mm,稳定度3ε小于6.6mm.

理论分析了被动调Q固体激光泵浦的光参量振荡器.利用激光二极管泵浦,Cr4+:YAG被动调Q Nd:YAG激光泵浦的内腔光学参量振荡器,磷酸氧钛钾(KTP)晶体作为非线性晶体,获得了高重复频率,高峰值功率的人眼安全激光输出,改变Cr4+:YAG被动调Q晶体的参数,可获得不同重频不同脉宽的调Q激光脉冲;当Cr4+:YAG晶体初始透过率为T0=80%时,获得了平均功率大于3.8 W,重频约80 kHz的1.572 μm波长信号光输出,脉宽30 ns,脉冲峰值功率达到1.58 kW.

阐述了"猫眼效应"的基本原理,分析了将"猫眼"目标作为激光谐振腔腔镜,取代普通激光器球面腔镜,获得激光振荡的可能性;计算了 "猫眼"目标作为激光腔镜时的等效反射率,指出利用激光在其焦平面的聚焦特性实现激光干扰的新方法.并在实验中得到证实.

对空间飞行器交会对接过程中的扫描激光测量算法进行了系统的分析和研究,提出了一种利用四反射镜测量飞行器位置和姿态的算法.建立了一套原理性的扫描激光测量实验系统,通过测量反射镜返回光信号的时间差、模拟计算出飞行器之间的距离和方位角,实验结果与理论计算结果相符.