作为影像位姿解算的传统方法,光束平差法已被广泛应用于倾斜航空影像定向任务;但其高度依赖良好初值的限制条件,导致在导航系统缺失或者导航精度有限的飞行任务中常发生收敛缓慢或收敛失败的问题。因此,为了在初值质量不佳或缺失的情况下进行有效迭代,提出了一种基于局部到全局优化策略的倾斜图像定向方法来提高优化迭代解算的鲁棒性。所提方法首先根据最大重叠原则来构建“局部地图”(由1个正视图像和4个斜视图像构成),然后通过优化这些局部地图来形成“全局地图”。在局部地图中,图像同名点用作约束优化的观测值,以此来获取每个局部地图的未知参数和对应的权值矩阵(信息矩阵)。在全局地图中,局部地图的变量估计值及相应的权值矩阵一起构成全局优化问题的观测量和权值。通过一组大型仿真数据集和一组小型国际上公测的真实数据集,对所提方法进行了测试。实验结果表明,与传统方法相比,所提方法在精度不丢失的前提条件下,收敛速度和收敛性更优。

为了提高连续变量量子密钥分发的参考相位估计精度，提出了基于最小二乘的参考相位估计方案。利用相位慢漂移的二阶相关特性和最小二乘估计原理，在接收端对多个参考脉冲的相位测量结果进行二次多项式拟合估计，从而抑制相位噪声的影响。仿真结果表明，相比于块平均估计法，基于最小二乘的参考相位估计算法能够更好地适应相位漂移变化，降低参考相位估计的均方误差，从而提高系统的安全密钥率。

间歇采样转发干扰主要利用宽带信号的多普勒容限特性实现多假目标干扰，雷达亟需有效的干扰先验知识进行对抗。针对该问题，以间歇采样转发干扰原理为基础，推导出干扰信号经雷达匹配接收后的互模糊函数，在深入分析函数定量关系后，基于 Radon变换、最小二乘估计法对干扰采样周期和干扰占空比 2个关键参数进行了估计。仿真结果分析了干噪比 (JNR)和采样数据长度等因素对参数估计性能的影响，并验证了参数估计的有效性。

为了提高光纤法布里珀罗传感器的解调精度和效率, 利用干涉光谱中的波峰计算出一系列光程差, 根据最小二乘法求出该组光程差中方差最小的解作为粗略解调结果, 并计算出光谱附加相位; 在光谱附加相位基础上进行校正, 得到补偿光程差, 两者之和为最终解调结果.仿真结果表明, 该算法的解调误差在±2.5 nm内.光纤法布里珀罗蓝宝石高温传感实验表明, 从室温升到1 000℃时, 该算法解调光程差精度为5.4 nm, 对应温度的精度为±0.36‰F.S., 同等条件下计算速度比FFTMMSE快400倍, 具有计算精度高, 计算速度快的优点.

在复杂环境下, 卫星导航信号容易受到干扰, 导致无人机卫星定位失效。提出了一种基于多点约束的微小型无人机自主定位技术, 通过机载光电测量平台对多个地面目标点进行观测, 根据地面目标点、像点和摄像机光心三点共线的几何关系建立无人机自主定位数学模型, 并结合最小二乘估计求解无人机自身空间位置。通过实验验证该方法的可行性与鲁棒性, 实验结果表明该方法能够在误差允许的范围内获取无人机位置信息, 可一定程度上丰富无人机自主定位理论。

为了研究地球反照的可见光对太阳电池阵电流在卫星陨落期间的影响程度, 进行阵电流的地球反照系数估计。以运行在300 km高度、降交点地方时约10: 30AM的某太阳同步轨道近地卫星陨落为例, 在讨论卫星轨道半长轴、倾角、光照角、降交点地方时等参数漂移的基础上, 重点分析卫星太阳电池阵电流和温度的变化, 并对电流进行正弦曲线拟合, 进而建立地球反照系数的估计模型, 最后用卫星陨落期间的遥测数据进行检验。结果表明, 卫星自300 km轨道高度向100 km轨道高度陨落期间, 地球反照系数先由0.21逐渐变大, 最大值接近0.40, 后又逐渐变小至0.20附近; 对估计值的二次曲线拟合结果表明, 在轨道高度210~270 km这一区间, 地球反照对于太阳电池阵的作用最强, 对应的地球反照系数极大值约为0.28, 作用最强的中心区域可能在250 km轨道高度附近。估计结果可应用于在轨航天器长期管理的遥测诊断、能源估计与预测、器件健康状态评估以及可见光载荷应用等方面。

为了充分利用雷达和红外探测器的测量数据的各自优势，提出了 一种雷达/红外数据融合方法。以最小二乘理论为基础，利用雷达测量值及其测量时间前 后红外探测器高频测量的冗余信息，并通过引入时间维度和测量维度两个权重因子，获取了对目 标的最优估计。仿真试验结果表明，与等权融合方法相比，本文获取的融合数据信息能够更好地 反映出目标的运动状态，并能为后续目标跟踪提供更为准确的观察值。

为了减小和消除平台框架的加工、装配误差,传感器误差等对双摆框架导引头指向精度的影响,提出了应用模型线性化方法和分步最小二乘估计的指向误差标定方法.根据双摆框导引头的运动学特性,同时考虑影响指向精度的各误差项,建立了系统运动学方程.然后,重新构造运动学方程,建立了由表示控制输入指向的矢量到实际指向矢量的线性化模型.最后,根据分步求解的思路,采用最小二乘法获得了由表示控制输入指向的矢量到实测指向矢量的映射矩阵,实现了指向误差的标定.实验结果显示:标定后偏航角与俯仰角误差均值分别由原来的92.63″和75.94″减小至2.86″和2.85″,标准差也分别由原来的95.01″和77.44″减小至11.11″和11.15″.结果表明:该标定算法在视轴工作空间中具有较高的精度和良好的稳定性,且方便易行,可广泛应用于各类光电设备的指向误差标定.

针对平面目标的单目视觉测量问题，研究了基于双平面模型的相机标定的方法，该方法以多项式形式表达标定板平面坐标和图像坐标的对应关系，多项式系数隐式包含了相机参数和畸变系数，并通过最小二乘法进行估计。研究了利用多项式表达两平面对应关系时可能造成的暗区问题，提出利用图像坐标平移解决该问题的方法。考虑到标定板的厚度，将标定板分别放置在两个与被测平面平行、高度不同的位置，并标定出两个标定板平面与像平面间的关系，在已知被测平面与两个标定平面间距离的条件下，利用透视投影原理计算被测目标的实际尺寸。实验结果验证了该方法的有效性。