旋转激光测量系统基于光电扫描的计时方式, 利用以时间差测位置差的时空转换思想, 借助搭载有线型激光器的匀速转台作为旋转测尺进行测量, 系统测角精度与转台匀速性相关。为了研究系统的转速稳定性及它与测角精度的相关规律, 对系统测角误差、转速评价指标和瞬时转速算法展开研究。建立了角度测量模型, 分析了瞬时转速波动对测角误差的影响机理; 引入瞬时转速稳定度作为转速评价指标, 并针对低精度码盘提出了一种基于脉宽误差补偿的瞬时转速算法, 最后进行了实验验证。结果显示, 对比传统M/T法和补偿算法, 某气浮轴承发射站的瞬时转速波动测量值从±4.5 r/min降至±0.25 r/min, 瞬时转速稳定度降至±4″。补偿算法的瞬时转速测量精度优于传统算法, 测角精度与瞬时转速稳定度存在一致性规律, 可以使用瞬时转速稳定度对系统测角精度进行快速评价。

对于精密测角定位系统来说, 畸变的存在会直接 影响测量的几何精度, 因此需要对光学系统进行畸变标定以 便于后期的畸变校正。为了解决F-Theta光学镜头的畸变标定 问题, 建立了一种基于精密测角法的标定系统, 并详细论述了畸变标定过 程。通过实验测得了视场与绝对畸变量之间的关系。利用基于曲线拟合的最小 二乘逼近方法求解出了F-Theta光学镜头的焦距。最后对F-Theta光 学镜头的测角精度进行了分析。结果表明, 该镜头满足秒级测角精度的要求。

为了降低激光制导**系统成本并保证打击精度，设计了全捷联激光制导寻的器，并对影响打击精度的关键技术指标测角精度进行了研究。首先对影响测角精度的主要因素增益控制进行了分析，通过对四通道可变增益放大器进行增益标定和最小二乘拟合得到增益控制曲线，接着讨论了离散量控制下增益补偿的方法及误差，仿真计算得到不同配置模式下增益补偿前和补偿后的光斑重心计算误差。对全捷联激光制导寻的器进行激光照射测角试验，结果表明，增益补偿后能够消除系统误差约5.6 mrad，在中心线性视场范围内，测角精度达到2 mrad。该系统满足某机载轻型空地导弹对激光制导寻的器测角精度的要求，为精确末制导提供保障。

为了提高星敏感器的测角精度，提出了一种采用系统辨识法对星敏感器模型进行修正以及测角精度检测的方法。首先分析了星敏感器的理论测量模型以及像面坐标与星点目标的空间位置关系，然后给出了用模型修正来提高星敏感器测角精度的原理和数学模型。修正模型由系统辨识方法得到，同时为了提高辨识精度，文中采用将星敏感器像面划分为多个区域，每个区域单独建模辨识的方式。最后利用某星敏感器进行了实验，利用该方法进行模型修正后，星敏感器的测角精度为 σx=1.68″、σy=1.91″，而修正前的测角精度为 σx=17.43″、σy=23.46″。结果表明，采用该方法可以使星敏感器测角精度得到大幅提高，同时也完成了测角精度的检测。

测角精度是影响光电经纬仪定位功能的重要因素。为了进一步提高光电经纬仪的测角精度，对测角误差进行详细分析是必要的。从光电经纬仪的总体设计出发，找出了影响测量数据获取、转换、合成中的各项误差源，并详细分析了它们的大小和性质。通过分析光电经纬仪工作原理及结构找出了主要误差源。对机架系统的误差、测角单元误差、电气系统误差、脱靶量误差、大气折射修正误差等主要误差源进行分析计算，并对各单元进行了误差分配。最后，计算了光电经纬仪投影测角精度的均方根值。分析计算结果显示：通过精心设计、加工、检测，修正可使一部分误差减小甚至忽略，但机架系统的误差、测角单元误差、脱靶量误差对测角精度的影响仍很显著；在当前工艺水平下，光电经纬仪事后空间指向精度可以达到σ≤2″。