设计了单站光电雷达三维姿态测量系统, 讨论了将该测量系统用于飞行目标三维姿态测量的可行性, 研究了用该系统测量飞行姿态的原理、算法和误差项。依据选取的三维姿态解算算法确定了系统的关键技术指标, 计算了系统对模拟目标的作用距离, 并分析其三维姿态测量精度。分析结果表明, 系统对模拟目标的作用距离不小于60 km,实时三维姿态测量总误差不大于120′。利用外场现有仪器的校飞试验进行了单站三维姿态解算实验, 结果表明, 利用单站光电雷达一体化测量系统来测量飞行目标的三维姿态信息方法切实可行, 不但可提高仪器测晨的实时精度, 而且可消除传统交汇测量法对布站的限制, 提高了仪器使用效率。

基于交会测量提出了一种飞机三维姿态测量的新方法—角平分线方向向量法。对交会图像进行边缘检测和特征线提取，获得飞机两机翼边缘特征线上适当两点的坐标，经两次坐标转换到特定坐标系下；联合经纬仪参数及跟踪的俯仰、方位角，解算机翼边缘特征线在特定坐标系下的方向向量，利用飞机结构的对称性，在机翼特征线平面求解其两条角平分线方向向量；重构飞机中轴线及其同面垂线的方向向量；据此计算出飞机的俯仰、偏航和滚动三维姿态。利用两台光电经纬仪交会跟踪飞机的眼镜蛇机动飞行表明提出的方法稳定、实用，只要图像上机翼边缘线成像清晰，测量的姿态角误差不会超过1°。此方法不仅可为靶场光测设备跟踪图像的处理提供一种新途径，而且可为其他运动目标的姿态测量提供借鉴。

通过在位于机身下方的吊舱中安装两台高速摄像机,从不同方向拍摄由机翼携带并随机翼运动的机载**,并对采集到的序列图像进行处理,获得了机载**在投放发射阶段的三维运动姿态参数。为了提高系统的测量精度和可靠性,首先对每个摄像机采集的图像进行单目摄像测量获得各自独立的运动姿态参数,再利用双目摄像测量算法同时处理两个摄像机采集的图像再次获得运动姿态参数。理论分析和实验结果表明该系统角度测量精度优于0.1°,位移测量精度优于0.5 mm,满足机载**投放发射阶段的测试需求。