研究了微透镜阵列加工误差对光学系统成像性能的影响规律，寻求利于改善光学性能的面形误差分布。对面形误差与波前像差之间的转换矩阵进行建模，使仿真与计算的波前像差达到纳米级的误差精度，选用具有正交性的Zernike 多项式作为光学和机械的接口，表示加工后光学表面的面形误差，并分别作为干涉图数据引入到已设计的子眼透镜表面，量化分析不同位置下畸变、点列图、点扩展函数(PSF)、调制传递函数(MTF)的改变情况。分析结果表明相同形状分布下，面形精度峰谷(PV)值对光学系统畸变和MTF 的影响呈现递变规律，并且点扩展函数的二维分布与视场位置存在明显的对应关系；相同面形精度下，向左和中心对称分布的面形误差使得畸变、点列图和MTF 在一定相对位置得到改善，而降低了其他相对位置的光学性能。综合考虑各光学参数的变化情况，向右对称分布的面形误差分布对于改善光学系统成像性能有利，为实现成像质量的可控超精密加工制造提供了理论基础。

为了加快投影物镜内部温度场和表面变形的求解速度，提出了一种快速求解算法。获得不同入射光强分布与透镜温度场及应变场之间的转换矩阵，对入射光强分布进行多项式分解，并将多项式系数与转换矩阵相乘实现镜片内部节点温度及表面面形变化的快速求解。通过求解三片不同类型透镜的节点温度与表面变形，验证了这一算法的求解精度与计算时间：直接进行有限元求解时，计算时间为600 s；而快速求解法的求解时间缩短至0.2 s，且它的计算时间不随节点数量的增多而增加。快速求解法对温度的求解精度可以达到0.002 ℃，对面形Zernike系数的求解精度可以达到0.005 nm，能够满足像差求解过程对温度与面形求解精度提出的要求。

传输型立体测绘卫星利用测绘相机进行摄影测量时, 需要确定测绘相机在惯性坐标系中的姿态。确定姿态时, 首先由星敏感器测量得到星敏测量坐标系在惯性坐标系中的姿态, 然后通过星敏测量坐标系与星敏立方镜的转换矩阵、星敏立方镜与测绘相机立方镜的转换矩阵, 得到测绘相机测量坐标系在惯性坐标系中的姿态。文中介绍了各坐标系的定义, 根据星敏立方镜与测绘相机立方镜坐标系的关系, 利用4台经纬仪测量系统分别建立星敏立方镜和测绘相机立方镜的坐标系以及2坐标系间的转换矩阵,介绍了2个立方镜坐标系的标定方法, 多次测量结果表明, 最大标定误差为1.011 6", 优于2"(1σ), 满足立体测绘精度的要求。

提出一种太阳敏感器测量坐标系与立方镜坐标系转换矩阵的标定方法。该方法首先利用太阳模拟器和两轴转台对太阳敏感器测量坐标系与转台坐标系进行标定;然后,利用光阑接受屏和CCD图像瞄准定位系统,对立方镜坐标系和转台坐标系进行标定;最后,以转台坐标系作为中间坐标系计算出所述两坐标系的转换矩阵,从而将太阳敏感器测量的太阳视线方向间接转换到立方镜坐标系。实验结果表明,两坐标系转换矩阵的标定精度优于4″(1σ),满足太阳敏感器测量精度要求。该方法不需要精准的加工和安装工艺,同时对两坐标系转换矩阵的标定也不需要太阳敏感器测量坐标系与转台坐标系保持一致,易于实现,具有实用价值。

光谱串扰校正是四色荧光DNA测序数据处理中的重要组成部分,它解决四色荧光浓度到四种染料浓度的转换问题.重点介绍了解决光谱串扰的基本转换模型以及估算转换矩阵的三种算法,分析了他们各自的特点.最后介绍了的原始实验数据预处理的方法.

介绍了一种测绘相机坐标系与立方镜之间关系的标定方法.对两坐标系的转换矩阵、标定方法和标定精度进行研究.推导了两坐标系的关系,建立了坐标系间的转换矩阵.利用高精度二维转台、0.5″经纬仪和平行光管完成了测绘相机与相机立方镜坐标系之间的角度测量.最后,对标定精度进行了分析.误差分析结果表明:该方法的标定精度优于2″(1σ),可以满足测绘相机坐标系与立方镜转换关系的标定要求,具有实用价值.

在分析微操作机器人结构特点的基础上确定了待标定参数,提出了一种基于显微视觉的自标定方法.通过动态跟踪随机器人运动的目标来计算其图像坐标,采用最小二乘法拟合目标运动轨迹在显微镜坐标平面中的投影直线,并结合高精度机器人的位移量,经过几何投影和变换,标定出待标定坐标到显微镜坐标的转换矩阵.该标定方法无需特殊辅助测量仪器.实验表明,角度标定重复性好,位置标定误差小于2个像素.