在星间激光通信中，精跟踪单元常采用四象限探测器用于光斑位置定位，定位误差的大小直接影响精跟踪单元的测角精度。为实现微弧度量级的测角精度，文章研究了影响探测器定位误差的各个噪声因素，并根据星间光通信的实际情况进行了简化分析，提出了定位误差的具体计算方法，最后通过具体算例评估了各噪声因素的影响程度。研究结果表明，提高发射功率可以在一定范围内提高接收端信号的信噪比，减小定位误差，进而减小测角误差，提高测角精度。但定位误差并非随发射功率的增大而线性减小，当发射功率增大到一定程度之后，定位误差的减小有限，这时再单纯通过增大发射功率来提高测角精度代价将非常大。

提出了一种基于光纤激光自准直转轴转角定位误差测量的方法, 建立了包含转轴运动误差以及安装误差的误差模型, 仿真分析了23项误差对转角定位误差测量的影响, 结果表明仅有参考转轴与待测转轴之间的4项安装误差的影响量与转轴旋转角度相关, 且只需精细调整其中两项角度安装误差即可保证影响量小于0.2″。利用所搭建的测量装置对某分度盘的转角定位误差进行了测量, 三次测量重复性偏差约为0.9″, 与光电自准直仪对比的最大偏差约为0.6″。结果表明: 利用该测量方法和测量装置可以实现转轴转角定位误差的全周范围高精度测量, 验证了所提出模型的有效性。

分析了影像测量仪移动机台定位误差的成因, 比较了无误差补偿和采用线纹尺进行定位误差补偿两种情况下机台的定位精度。为了克服线纹尺补偿时由人工采点造成的瞄准误差和摆正误差, 提出了采用阵列实心圆标准精密样板对进行平面综合定位误差补偿的方法。该方法首先进行样板摆正, 通过图像采集获取实心圆图像, 通过图像处理的方法获取每个圆心坐标, 并实时记录在采集图像中, 该圆心标记用于为调整样板坐标系与移动坐标系平行而转动标准样板时的摆正比对。摆正后, 通过移动机台到每个阵列圆圆心与图像中心重合的位置, 记录对应的坐标点对, 通过多项式拟合的方法获取拟合系数, 并用于机台的定位误差补偿。采用该方法在VMS300影像测量仪机台上进行测试, 经过补偿后仪器的定位精度可以达到2 μm。

大视角、高分辨率、低畸变光学成像系统是全视角高精度三维测量仪中最为关键的核心器件。现有三维测量仪实际使用过程中不可避免会产生各种误差,因此科学合理地评估和降低全视角高精度三维测量仪的测量误差具有十分重要的科学及工程应用意义。通过多角度、全方面分析定量研究了相机内方位元素标定误差对几何定位误差的影响,以及相机光学系统MTF分析、点扩散函数分析、波像差分析和公差分析对匹配误差产生的影响。研究结果表明,在各种影响三维测量仪光学成像系统测量误差的因素当中,相机的传递函数是影响系统三维定位误差最主要的因素,当系统MTFN值大于0.4 lp/mm、系统几何畸变小于1个像素,PSF能量集中在以3 μm为半径的圆环内(小于1个像素),且PSF峰值达到了0.9时,三维测量仪的定位误差可达到秒级精度。

近似三角形内点测试(APIT)定位算法在用最佳三角形内点测试法测试时容易产生in-to-out和out-to-in错误, 影响定位精度。为了解决这一问题, 提出了一种基于向量积同向技术的改进APIT定位算法。采用接收信号强度指示定位算法实现节点的初步定位, 然后用向量积同向技术代替内点测试法, 提高了定位效率;在MATLAB仿真平台上进行仿真, 取得了APIT定位算法和改进APIT定位算法各自产生的定位误差数据。结果表明, 在信标节点比例不同的情况下, 改进的APIT算法定位精度明显优于APIT算法。

针对室内成像定位技术受随机噪声的影响较大、定位误差较高的问题, 提出了一种基于像素距离加权的室内成像定位技术。在室内屋顶布设多个红外LED, 依靠成像传感器获得红外LED信标的像点, 将成像点到成像传感器中心的像素距离作为加权因子引入室内成像定位算法中, 可以有效地提高室内定位精度。并进行了仿真实验, 实验选择4m×4m×3m的空间区域模拟室内环境, 当布设的红外LED信标数量为3时, 应用改进后的算法可以获得10cm以内的定位误差性能, 并且误差波动不超过5cm。另外, 随着布设信标数量的增加, 定位误差继续减小。改进后的定位算法有效地提高了室内定位的精度以及成像定位算法的普适性。

为了消除基于双马赫-曾德尔干涉的分布式光纤传感系统中偏振退化和偏振相位漂移对定位性能的影响, 提出了一种结构简单、效率高的基于现场可编程门阵列(FPGA)的偏振控制方法。该方法采用偏振控制器反馈技术, 以两路光信号的反馈值作为控制函数, 结合改进的和声搜索(IHS)算法, 利用FPGA硬件并行结构和流水线技术快速实现算法迭代并控制偏振控制器调整偏振态。实验结果表明, 该方法能够在短时间内调整系统偏振态, 偏振控制时间约为0.7808 s, 系统的定位精度提高到±20 m以内, 有效地消除了偏振效应对定位性能的影响；另外以FPGA代替计算机作为系统的控制核心, 提升了数据处理速度, 缩短了偏振控制时间, 提高了系统集成度从而有利于实现偏振控制仪器的小型化。

Previous results show that the floating reference theory (FRT) is an effective tool to reduce the influence of interference factors on noninvasive blood glucose sensing by near-infrared spectros-copy (NIRS). It is the key to measure the floating reference point (FRP) precisely for the application of FRT. Monte Carlo (MC) simulation has been introduced to quantitatively in-vestigate the effects of positioning errors and light source drifts on measuring FRP. In this article, thinning and calculating method (TCM) is proposed to quantify the positioning error. Mean-while, the normalization process (NP) is developed to significantly reduce the error induced by light source drift. The results according to TCM show that 7 m deviations in positioning can generate about 10.63% relative error in FRP. It is more noticeable that 1% fluctuation in light source intensity may lead to 12.21% relative errors. Gratifyingly, the proposed NP model can effectively reduce the error caused by light source drift. Therefore, the measurement system for FRPs must meet that the positioning error is less than 7 m, and the light source drift is kept within 1%. Furthermore, an improvement for measurement system is proposed in order to take advantage of the NP model.