针对磁信标产生的超低频磁场定位中磁信标磁场中心难以标定的问题, 提出了一种基于磁偶极子磁感应强度分布特征的高精度磁信标标定方法。为描述磁信标在空间中任意位置产生的磁场分布情况, 建立磁信标的等效磁偶极子模型, 通过磁感应强度不同方向的分量与位置关系解算出磁信标线圈磁场的中心位置, 利用自适应指数平滑算法减弱自身波动对磁感应信号的影响, 实现对磁信标磁场中心的高精度标定。对标定方法进行有限元仿真, 仿真结果显示, 使用磁感应强度分布特征对磁场中心的标定精度在毫米级别, 通过对标定前后定位精度的对比发现, 标定后的磁信标定位精度得到有效提高。

针对低成本MEMS惯性传感器航向角的累积漂移误差和传统磁场校准方法使用不便等问题, 提出一种基于动态磁场校准的九轴惯性融合方法。首先, 通过旋转矩阵建立陀螺仪与磁力计的关系, 利用扩展卡尔曼滤波对陀螺仪数据和磁力计数据进行融合, 实现对磁力计的动态实时校准; 然后利用互补滤波思想, 着重考虑了自由加速度和磁场环境突变的情况, 定义了各自的信赖函数, 对PI控制器做出了改进; 最终获得高稳定性的惯性传感器的姿态角。在传感器采样率为100 Hz, 运行时长约为11 min, 旋转圈数为117圈时, 航向角的漂移为0.42°, 与商用的惯导模块算法相比减小了149°, 实现了数量级的改进。实验结果表明, 通过陀螺仪动态校准磁场能有效改善传统椭球拟合算法对校准数据要求高的缺点, 提出方法基本可以做到实时, 用户无需做特定的绕“8”字动作, 即可完成磁场校准; 对互补滤波算法进行了改进, 基本消除自由加速度对姿态角解算的影响。提出方法在控制减小航向角漂移上有很大优势, 同时满足校准便捷、适用场景多样等要求, 在低成本MEMS惯导领域有广阔的应用前景。

直线度现场标定是保证其在线测量精度的重要方法。在收发一体式激光五自由度测量结构的基础上，针对直线度现场标定中标定平台引入的阿贝误差和角锥棱镜成像误差，建立了直线度现场标定模型。根据该标定模型并结合五自由度测量装置的角度测量结果，提出一种直线度现场标定误差补偿方法。实验表明，该标定方法使标定系数误差减小到 0.2%以内，有效提高了直线度现场标定精度。

磁场信息对于确定航向角和姿态信息有着至关重要的作用, 但其极易受到周围铁磁性物质的干扰, 而传统用于磁场校准的椭球拟合算法对磁力计数据的质量要求较高, 对于客户的使用并不友好。本文在实现了一种使用更便捷, 精度更高的实时磁场校准。首先, 根据角速度和磁场物理关系, 推导使用陀螺仪数据递推得到磁力计数据的状态转移方程, 并把磁力计的测量作为量测方程, 结合扩展卡尔曼滤波算法完成陀螺仪补偿的实时EKF磁场校准算法。然后, 在手机中实时调取磁力计和陀螺仪数据, 对二者进行实时EKF磁场校准运算并输出校准结果, 之后与未校准数据和椭球拟合算法校准数据进行比较。在对比实验中: 当外部磁场环境改变时, 陀螺仪补偿算法不仅能够实现实时校准, 并且在2 s以内就可以完成对磁力计数据的校准。在校准精度方面, 当手机静置时, EKF算法可以实时减少磁场干扰, 校准的质量参数Q为0.72; 手机绕“8”字运动时, 校准的质量参数Q为0.53, 优于椭球拟合算法的0.03。模拟手机日常活动的四个情境时, 质量参数Q分别为0.73,0.54,0.52和0.48, 而这些情况下椭球拟合算法已经失去了校准作用。实验表明, 基于扩展卡尔曼滤波的磁场校准方法可实时对磁场干扰进行动态校准, 校准速度快, 精度高, 抗干扰能力强, 在消费类电子、车载惯导系统和**上均具有广泛应用。

三线结构光视觉传感器由于获取信息量大、测量速度快等特点被广泛应用于工业现场测量。为了实现传感器高精度、快速的现场标定, 提出了一种基于支持向量机的三线结构光视觉传感器标定方法。首先, 设计标定靶标; 其次, 采集靶标图像后提取特征点亚像素坐标值; 再次, 基于支持向量机方法建立特征点的图像坐标和三维空间坐标的映射模型; 最后, 将待标定点图像坐标输入映射模型, 即可得到三维空间坐标, 实现对三线结构光视觉传感器的直接标定。实验验证, Y轴、Z轴方向上的测量绝对误差均值分别为0.021 1 mm和0.015 0 mm, 具有较高的标定精度, 且该标定方法标定过程简单、快速, 适合现场标定。

风云四号A星在轨替代定标试验于2017年4月下旬在敦煌辐射校正场正式开展, 为满足地表反射率在遥感器视角方向上的校正需求, 利用便携式定点测量装置对敦煌戈壁地表进行了方向特性测量.定性分析了敦煌场地春季的方向特性, 并基于RossThick-LiSparseR核驱动模型反演了相应的双向反射分布函数模型参数, 构建了场地方向特性定量描述模型.对模型的计算值与实测数据进行线性回归分析, 得到2017年4月26日、27日和28日的修正决定系数分别在0.75、0.83和0.85左右, 验证了该模型对实测数据具有良好的拟合优度.利用模型计算太阳方位面上的各向异性因子并与中分辨率成像光谱仪双向反射分布函数模型参数产品的历史数据进行对比发现, 当观测天顶角小于40°时, 二者相对偏差在波段2和波段4均小于1.56%, 波段5小于3.12%.这说明构建的模型能较好地描述敦煌场地方向特性, 验证了试验数据的可靠性.

针对现有伽玛射线剂量（率）测量仪器检定方法送检距离远、周期长、效率低的不足，中国工程物理研究院核物理与化学研究所采用基于样本仪表的机器预测方法，开展了基于小尺度参考辐射的便携式伽玛剂量（率）仪遂行校准技术研究工作。最终成功地研制了一套辐射防护用伽玛射线剂量（率）仪遂行校准装置，实现了测量标准不确定度不大于5%的良好结果。为伽玛空气比释动能量值的遂行定度提出了一条全新的技术思路，为便携式伽玛剂量（率）仪的现场和野外校准提供了一种全新的示范装备。