为实现长焦航测相机内参数及畸变参数标定，提出利用室外检校场对相机进行标定的方法。介绍了该方法由初值到精确值的两步法的求解步骤、计算过程及实验过程。首先通过给定已知特征点位置信息以及不同角度不同位置下拍摄的影像，通过特征点提取及匹配，根据像点坐标与世界坐标的线性对应关系，基于直接线性变换算法建立约束方程求取相机参数初值，进而通过混合LMQN(Levenberg-Marquardt与Qusai-Newton)迭代优化加速求解精确值。与精密测角法比无需精密设备的操作及记录，只需不同位置不同姿态拍摄多张包含精确位置信息的检校场影像即可。最后进行标定实验并对结果分析，基于检校场的标定方法在参数解算中特征点最大投影误差为2.471 pixel，标定参数主点精度为9.7 μm (＜2 pixel)，主距精度为4.3 μm (＜1 pixel)，解算相机拍摄位置精度0.035 m，满足测绘应用的精度需求。

测绘相机几何标定在航空测绘中具有重要作用。具有测绘功能的相机在使用前 必须经过标定。分析了测绘相机几何标定的基本原理和方法，然后对精密测角算法、改进精 密测角算法、三维试验场标定法、张正友标定法、径向排列约束(Radial Alignment Constraint, RAC)标定法以及自标定方法进行了具体分析，并 给出了各种标定方法的精度对比及评价分析，从而为处于不同环境条件下的航空测绘相机的几何标定提供参考。

以某型大面阵彩色电荷耦合器件(CCD)航测相机为研究对象，通过分析其成像过程的各个环节，提出引起相机成像非均匀性的各个因素，并根据分析结果提出光学系统引起的照度差异是导致相机成像非均匀性的主要原因。通过实验室内辐射定标的方法，完成相机暗电流噪声、成像非均匀程度及像元响应度的检测。非均匀性度量结果表明，图像中各彩色像元成像非均匀性均比较严重，尤其是红色像元达到17%，必须予以校正。响应度检测结果显示，相机R、G、B颜色通道各个像元的响应度在工作谱段范围内均呈线性变化趋势，但中心区域像元响应度明显高于边缘区域。通过分析各像元点响应特性的分布规律，提出基于辐射响应特性的非均匀性校正方法，获取各像素点的反演辐射亮度并依据反演辐射亮度的变化，分区域选取进行校正曲线拟合的像素集合。利用最小二乘法获得拟合校正曲线，并对大面阵彩色CCD航测相机的地面成像图像进行了非均匀性校正，其校正效果优于传统的两点校正法。非均匀性度量结果表明，校正后积分球图像的非均匀性降低到4.3%以下，其中红色通道像元非均匀性降低到1.79%，可满足工程实践要求。

以大面阵彩色CCD航测相机为研究对象，分析其成像过程，提出了影响相机辐射响应特性的各个因素，并以此为基础，建立了辐射响应特性模型。分别在暗场和使用积分球的条件下进行了辐射响应标定实验，通过组合更改输入辐亮度、曝光时间和CCD增益等因素对相机的辐射响应特性进行测量和分析。结果表明，相机R、G、B颜色通道随输入辐亮度变化的辐射响应特性并不相同，但在工作谱段范围内均呈线性变化趋势。采用最小二乘法对辐射标定数据进行拟合，一次多项式拟合结果的决定系数R2值均可达到0.999以上。当输入辐亮度不变时，相机输出图像灰度值随曝光时间或CCD增益的变化呈线性变化趋势，从而为其它工作条件下辐射响应特性曲线的推演奠定了理论基础。将相机辐射响应标定结果应用于相机调光功能，成像结果表明，获得的图像亮度适中，图像平均灰度值满足调光要求。

采用内置微控制器的液晶显示模块及机械触点式金属键盘, 设计了一种航测相机的人机交互系统。系统采用DSP和FPGA协同控制的模式, 实现了同液晶显示模块及键盘的软、硬件接口设计。详细描述了系统任务要求、软硬件设计思路及在设计过程中着重考虑的问题。针对液晶屏“雪花”现象产生的原因进行了分析并提出了相应的解决方案, 介绍了使用自定义字库进行相机工作信息显示的方法。地面试验及飞行试验表明: 系统工作可靠, 可视性和可操作性强, 满足系统使用要求, 为人机交互系统的设计提供了可借鉴的方案。