针对光度立体视觉中基于镜面反射的光源位置标定法操作复杂及误差较大等问题，提出了一种基于立体视觉的LED光源位置参数标定方法。利用双目立体视觉系统依次拍摄光度立体中的LED光源，利用基于立体视觉成像矩阵的最小二乘法计算光源的空间三维坐标，通过光度立体与双目立体视觉系统中摄像机的旋转平移关系，联立得到光源位置标定系统结构参数，进而获得光度立体中LED光源相对于摄像机的空间位置关系。实验结果表明：所提方法可以有效地解决镜面反射标定法操作繁琐的问题，与基于镜面反射的方法相比，所提方法通过操作方便的立体视觉系统即可获得精度更高的LED光源位置标定参数，得到的光源对角线距离的平均绝对误差（MAE）和均方根误差（RMSE）与镜面反射方法相比有较大程度的减小。

为实现对天文导航设备的实验室检测，设计了一种星模拟装置。对该装置所采用的准直光学系统、数字可调光源进行了研究，并提出了背景光模拟的技术要求。根据天文导航设备的主要技术要求给出星模拟装置的整体结构。介绍了消色差准直光学系统、数字可调光源和确定星点大小及位置的关键技术，并分析了背景光均匀性对星模拟效果的影响。最后，制作了星模拟装置，并进行了相关验证性实验。实验结果表明，该装置能模拟0~5等星，背景光均匀性为94.7%，系统焦距为1 647 mm，视场为28′，准直性优于±2″。该装置可以同时模拟星光和背景光变化，具有准直性好、背景光照度模拟范围宽等优点，能够满足天文导航设备的实验室检测要求。