为了提升长导轨五自由度测量中直线度测量精度，对五自由度测量装置中直线度测量单元的测量光路、误差模型和标定方法等进行研究。长距离测量时基准光束角度漂移会造成严重的直线度误差，光路中采用了望远物镜结构测量角度漂移，相比于单透镜，这种可以在有限空间内增加焦距，使得组合焦距大于机械尺寸，从而提高测量精度，并通过补偿提高测量稳定性；分析了角度串扰引入的误差，并结合装置中的角度测量值建立了补偿模型；采用四象限探测器作为直线度测量传感器，为解决传感器测量非线性随量程变大而加剧以及测量灵敏度随长导轨移动非线性变化的问题，提出了一种多项式拟合与三次样条插值拟合相结合的分区间标定方法。试验结果表明：在5 m的测量距离以及±400 μm的量程内，与激光干涉仪测量结果对比，误差标准差小于0.3 μm，3 h内漂移小于±0.5 μm。满足长导轨直线度测量对大量程、高精度、高稳定性的要求。

综述了不同阳极结构脉冲金属离子等离子体推进器的放电特性、等离子体生成及传播特性。首先，讨论了一种带有绝缘套筒的裸阳极推进器结构。对比分析了无、有绝缘套筒的裸阳极推进器的等离子体生成及传播特性的区别。结果表明，绝缘套筒阻碍了阴极近旁带电粒子的径向运动，提高了沿绝缘套筒轴向喷射出去的等离子体的喷射性能。此外，发现采用裸阳极推进器结构放电过程中会有大量带电粒子进入阳极。其次，讨论了一种绝缘阳极推进器结构。结果表明，采用绝缘阳极结构进一步提高了沿绝缘套筒轴向喷射出去的等离子体密度。但是，与裸阳极推进器结构相比，等离子体的生成量减少。再次，讨论了一种微孔绝缘阳极推进器结构。结果表明，与裸阳极推进器结构相比，采用微孔绝缘阳极推进器结构生成的等离子体的密度峰值和传播速度峰值分别提高了12.6倍、3.9倍。最后，分别讨论了一种螺旋阳极推进器结构和一种多阳极推进器结构。结果表明，这两种推进器结构分别利用放电过程中形成的自磁场及电场有效提高了等离子体羽流的定向喷射性能。本研究可以为金属等离子体喷射性能的提高以及脉冲金属离子等离子体推进器的设计提供支持。