用旋转双棱镜系统控制光束指向时, 需要由光束的目标指向位置推算两棱镜的旋转角度(称为反向问题)。本文采用一阶近轴近似方法和非近轴光线追迹方法探讨了旋转双棱镜系统反向问题的完整解析解。首先, 基于一阶近轴理论, 利用中心算法分析了反向问题的近似解。然后, 基于矢量形式的斯涅尔定律对系统进行非近轴光线追迹, 用两步算法推算出反向问题的精确解。对比分析两种方法所得的反向解差异并设计实验对结果进行了比较和验证。结果表明, 针对一个确定的光束目标指向位置, 存在两套反向解。相对一阶近轴近似方法, 非近轴光线追迹法推算的反向解更加准确。对于大偏转角度的旋转双棱镜光束指向系统, 非近轴光线追迹法是推算其精确反向解的有效方法。

由于无人机体积小、重量轻，其在空中受到风力的影响较大，所拍摄的影像存在的畸变也比较大，因此，在影像匹配处理前进行畸变校正具有实际意义。利用Canny算子进行边缘提取，并依据Hough变换理论获得大量地物轮廓线；再利用以步长逼近获得像点真实坐标的反解算模型的方法来辅助校正并检测校正结果。同时，针对地物轮廓线之间存在平行、垂直等特点，提出了四边形连接法、平行线约束法等校正方法，并通过实验证明取得的结果令人满意。