为了减小白光相移干涉法测量物体微观形貌时产生的误差，对极值法的搜索路径进行优化后与Carré相移算法相结合，提出一种基于白光干涉测试技术的改进Carré相移算法.该算法减小了光源扰动及电荷耦合元件散粒噪声带来的影响，且对相移器的线性误差不敏感，免去了相位解包裹过程，提高了运算效率.采用单刻线样块对扫描步距进行校准实现了光源中心波长的在线修正，减小了由于光源特性及环境扰动误差带来的影响.采用不同算法对标准粗糙度样块进行三维形貌恢复以及表面粗糙度的重复性测量实验，结果表明：该算法对表面粗糙度的测量结果较传统白光干涉算法准确度提高，测量重复性优于1%.

针对微机电-船舶惯性导航/全球定位(MEMS-SINS/GPS)组合导航系统在GPS信号中断时造成的强非线性误差及重获信号后精度变差的问题, 设计了基于Rao-Blackwellised 无迹卡尔曼滤波(RB-UKF)的组合导航算法。首先, 基于捷联平台欧拉失准角定义了姿态误差, 建立了捷联惯导系统的非线性误差传播方程。然后, 针对组合导航的状态方程为非线性而量测方程呈线性的特点, 设计了RB-UKF算法, 在保证精度的同时降低了计算量。最后, 设计了滤波算法总体结构, 分别给出了GPS信号正常时和中断时组合导航滤波计算的流程。将提出的算法用于跑车实验, 结果表明: 在GPS失锁20 s和40 s再重获信号之后, 使用RB-UKF算法的组合导航系统位置精度分别优于6 m和7.5 m, 比扩展卡尔曼滤波(EKF)算法精度提高了1.5倍以上, 误差收敛速度提高了1.88~16.5倍, 计算量比UKF量测更新的计算量减小了41.7%。实验显示该方法显著提升了组合导航系统GPS信号中断再恢复后的滤波精度, 且易于工程实现。

研究了用于纳米测量的激光干涉仪中光学波片对非线性误差的影响，基于琼斯矩阵理论建立了多波片的误差分析模型，分析了λ/2和λ/4波片引起的干涉仪非线性误差，对波片位置引起的非线性误差进行了实验研究。结果表明，波片位置调整精度对干涉仪测量影响巨大，在0~5°范围内，λ/2波片和λ/4波片引起的非线性误差分别为6.5 nm和9.5 nm。上述研究结果为单频偏振激光干涉仪光路调整及非线性误差的补偿提供了参考。