基于方位角测量的定位跟踪系统隐蔽性好, 是反侦察、反干扰和实施突袭的有效手段。针对地面观测站对地面运动目标的定位需求, 建立目标匀速及匀加速直线运动模型, 为减小测角误差的影响, 依据最小二乘估计准则推导目标定位算法。分析影响定位精度的主要因素, 并从观测站数量、目标距离、角度测量误差等方面进行了仿真实验和数值分析, 采用蒙特卡罗方法分析了定位误差的均值、标准差等指标。计算表明: 在同等条件下, 采用3~4个地面观测站即可获得较优的定位精度; 定位误差及误差离散程度随着目标距离及角度测量误差的增大而变大。实验结果对于优化地面观测站参数配置、提高目标定位精度以及定量评估设备预期效果具有一定的借鉴意义。

工程领域对高精度方位角测量的迫切需求使得磁光调制方位角测量技术成为当前国内方位角度测量领域的重点研究方向之一。介绍了磁光调制方位角测量技术的基本原理, 分析了国内外在提高方位角测量精度、减少测角同步时间和数据处理方面做出的研究进展, 并探讨了技术发展趋势。对于发展方位基准传递研究所需的方位角高精度测量技术和装置具有参考价值。

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能, 对一定入射及方位角的光束经过Wollaston棱镜后引起的两出射光束的偏振非正交及进而引起的系统测角误差进行了研究。首先, 建立系统坐标系模型, 采用光线追迹法, 并利用坐标变化的方式, 对任意入射角和方位角下Wollaston棱镜的偏振非正交进行了理论推导。接着, 对偏振非正交与入射角的关系及它对系统测角精度的影响进行了Matlab仿真。仿真结果表明, 随着偏振非正交及空间方位角的变大, 系统测量误差变大, 且Wollaston棱镜偏振非正交对系统测角精度的影响较大; 当方位角为3°, 偏振非正交为10′时, 测角误差为30″。最后, 通过分析偏振非正交的产生原因, 改进了原有光源扩束系统, 改善了偏振非正交对系统测角精度的影响, 减小了测角误差。本文的研究成果对优化系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。

为了在一定平移范围内实现快速空间测角系统的测量功能, 对一定入射及方位角的光束经过Glan-Taylor棱镜后导致的非均匀分布的消光比参数引起的系统测角误差进行了研究。首先, 建立系统坐标系模型, 采用光线追迹法及偏振光的琼斯矩阵描述方式, 对格兰-泰勒棱镜消光比参数引起的测角误差进行了理论推导; 接着, 结合一定入射及方位角下非均匀分布的消光比参数, 运用Matlab软件进行了仿真分析。最后, 通过搭建实验平台, 利用平移接收单元来模拟不同的入射方位及角度变化; 根据实验值与仿真结果的对比分析, 得出非均匀分布的消光比对测角精度的影响。结果表明, 在一定的出射光范围内, 入射角是影响消光比非均匀分布进而影响系统测角精度的主要因素, 当方位角为90°时, 系统测角误差较小; 全方位角范围内系统测角误差随入射角的增大而显著增大, 由此验证了理论分析的正确性。该研究成果对优化测角系统结构并进一步提高系统性能具有一定的指导意义。

: 为了实现偏振光信号发生单元起偏器光轴方位角的精确测量，介绍了一种采用磁光调制技术与利用直角棱镜和自准直仪来引出光轴方位角的装置及其工作原理，并指出采用普通检偏棱镜时存在的问题。为解决该问题，基于格兰-泰勒棱镜的工作原理设计了一种新型偏振器件，该器件采用三块材料参数完全相同的方解石晶体构成，位于两侧的晶体均可分别与中间的晶体形成一个格兰-泰勒棱镜，使其翻转180°前后均能实现检偏功能；详细介绍了该器件的工作原理及安装和工作方式，并系统分析了新组件在工作过程中可以实现棱镜制造及安装误差的消除，完成光轴方位角的测定。最后通过实验验证了该装置的测角精度为0.5″，且系统具有稳定性高、精度高、可操作性强等特点。

为了实现上下不同平面内仪器方位角的快速测量, 基于磁光调制和偏振分束构建了一种角度测量系统。根据偏振光的琼斯矢量描述方法推导出了系统的测角模型, 并采用“差除和”的办法消除光源波动以提高测角精度。分析了渥拉斯顿棱镜的两路光信号透射比与入射角、方位角的关系及其对测量结果的影响, 讨论了由双光路光电器件的光信号衰减、器件漂移和电路性能的不同带来的增益差异与测量结果的相关性。最后, 提出了采用磁光调制的方法来消除两路信号的透射比系数和增益系数的差, 从而提高仪器测量精度。实际系统测量实验表明：系统完成测角时间为15 s, 在+8°～-8°内测角精度优于5″。结果显示该系统具有稳定性高、测角速度快、精度高等特点。

为了研究日盲型紫外探测中的目标定位，设计了1套紫外探测实验系统。提出了1种基于目标图像的定位算法，通过确定目标在像平面上的位置，计算目标方位角。对系统及算法进行了理论分析和实验验证。以氘灯为目标的紫外光源，探测系统在30m处取得了0．5°的方位角测量精度。结果表明，该定位算法是可行的。这一结果对进一步开展远距离实验、完善系统是有帮助的。

为了使跟踪设备快速、准确地跟踪飞行目标并精确测量目标方位角,设计了一种测量跟踪系统,该系统根据跟踪设备发出的方位角偏差信号推动带有跟踪设备的伺服转台,驱动子系统采用H型双极模式PWM电路驱动伺服转台的直流电机以提高响应速度.使用测速机反馈速度信号以提高系统稳定性,使用高精度编码器输出目标方位角信号以提高测量精度.提出了系统动态传递函数,并对传递函数进行分析,给出了仿真动态曲线并计算动态参数.计算了电路的开关频率及延迟时间等关键参数.通过实验得到系统阶跃响应的位移曲线和速度曲线以及其他实验结果.实验结果显示,系统随动精度为0.1 (°)/s,最大跟踪速度为38.3 (°)/s,最大跟踪加速度为23.5 (°)/s2,满足了技术指标和设计要求.