基于近景摄影测量理论和立体视觉技术, 提出并实现了一种针对机身结构件在飞行状态下的轨迹、姿态、位移、变形等多种运动数据的动态视觉测量方法。研究了基于工业近景摄影测量的多相机快速自标定方法; 飞行状态下相机动态定位及抖动消除技术; 刚性结构件的运动轨迹及姿态的快速求取和通过多相机(≥3)协作实现非编码标志点阵列的精确匹配等多项关键技术。在模拟飞行环境下的实验结果表明, 相机标定的重投影误差小于0.03 pixel, 系统的运动轨迹姿态测量精度可达0.01 mm/1 m, 关键点位移变形测量精度可达0.05 mm/1 m, 基本满足飞机测试行业的精度和可靠性测量标准。

压电陶瓷微动台的迟滞非线性严重影响其动态定位精度，为了解决这一问题，采用一种改进的PI模型对微动台的迟滞非线性进行了建模。为了提高传统PID算法对压电陶瓷微动台的动态定位性能，将改进的PI模型与传统PID算法组合构成前馈复合控制算法，并进行了微动台的慢速与快速动态定位实验。结果表明，对同频曲线定位时，前馈PID复合算法的最大误差为传统PID算法的40%左右，平均误差为传统算法的20%~30%左右；对多频曲线定位时，前馈PID复合算法的最大误差和平均误差为传统PID算法的33%左右。数据表明前馈PID复合算法的动态定位性能明显优于传统PID算法。

为实现压电微动工作台的快速准确运动定位,研究了其运动定位模型。压电工作台的运动定位精度主要受工作台动态特性和迟滞特性的影响,在介绍这两类典型特性模型及其适用范围的基础上,提出了能够同时体现压电工作台动态特性和迟滞特性的动态迟滞模型,并给出了采用Prandtl-Ishlinskii (PI)迟滞算子的动态迟滞模型参数辨识途径。以TRITOR100型压电工作台为例进行实验研究,结果表明:当压电工作台在30 μm的定位范围内以±900 V/s的输入电压速率进行快速运动定位时,动态迟滞模型的模型精度比以往常用的线性动态模型和迟滞模型有较大提高,其平均误差为0.16 μm,最大误差为0.38 μm,为高性能运动定位工作台控制系统的设计提供了模型基础。

提出了一种新的半导体激光定位技术。把半导体激光器的线性调频特性和双波长细分技术结合起来，用两个半导体激光器完成了零点的高精度动态定位，突破了传统白光定位的局限，简化了干涉仪的设计，实现了大范围的零点捕捉。定位精度达到0.01 μm。

提出了一种新的半导体激光定位技术。它利用多模半导体激光器的光谱分布引起的干涉条纹的强度分布来确定等光程差点。干涉仪体积小，信号处理简单，系统性能稳定，可以在大范围内捕捉零点。