为了实现有特征物体和无特征物体更精准的三维重建，本文研究了多视角传感器下三维点云的自动拼接算法。首先由不同视角的传感器双目标定后进行轴线数据的标定，接着在三维空间内对多条轴线数据进行分析并提出了一种基于多视角传感器轴线融合的点云拼接方法，从而计算出误差最小的最优轴线数据，最后以拟合出的轴线数据为轴心在世界坐标系内进行三维点云的拼接。实验结果表明，在1.3~1.9 m的测量范围内，本文所提出的拼接方法对直径为144.954 2 mm的标准球进行三维重建的误差在0.037 mm以内，重建无特征点物体和有特征点物体都能有较好的拼接效果且拼接时间不受点云总量大小的限制。该拼接方法基本满足三维重建的稳定性好、效率快、精度高等要求。

针对火箭垂直起飞段外部实测姿态数据获取难度大且实时性差的问题，提出了基于激光雷达的火箭垂直起飞段实时姿态测量方法。将4线激光雷达安装于跟踪架组成测量系统，在火箭发射前，激光雷达持续扫描火箭获取静态激光点云数据，采用基于多椭圆圆心拟合中轴线算法，计算并分析得到激光雷达静态与动态姿态测量精度分别为0.018 8°和0.049 8°。在火箭发射试验中，激光雷达高精度跟踪扫描火箭中上部位置，实时高精度获取并输出火箭姿态变化数值。与光学设备姿态测量数据进行比对，验证了基于激光雷达的火箭垂直起飞段姿态测量方法的可行性与正确性，实现了偏航角与俯仰角的实时高精度测量，将火箭姿态测量精度较光学测量设备提升了约5倍。基于激光雷达的姿态测量技术有效填补了目前火箭垂直起飞段外部实时姿态测量的空白，保证了火箭发射安全。

粒子加速器中真空元件的阻抗是引起束流不稳定的重要原因。基于储存环的新一代同步辐射光源的设计发射度更小，相应地要求更小的真空盒孔径，进而带来阻抗的显著增加，这就要求在设计阶段对真空元件的阻抗进行准确的评估和优化。阻抗测量是验证阻抗模型准确性的重要手段，而同轴线法是常用的实验室测量方法。对小孔径真空元件同轴线法纵向阻抗测量进行了研究，针对窄带阻抗元件，使用pillbox腔开展了相关的阻抗测量，研究了不同的内导体尺寸对于测量结果的影响，同时基于尾场模拟、散射参数模拟以及本征模模拟对测量结果进行了验证，模拟和测量结果符合很好，并证明原有的内导体导致谐振峰频移的理论分析应用于小孔径元件时存在偏差。此外针对非窄带阻抗元件，对条带冲击磁铁结构进行了同轴线法阻抗测量，研究了内导体对结果的影响，验证了同轴线法测量的有效性。

射频测量系统中经常会用到波导-同轴线转换器，主要是利用其将射频器件的波导端口转换成能够直接接入测量仪器的50 Ω同轴线。本文设计的648 MHz/WR1500波导同轴转换器主要用于CSNS升级工程（CSNS-II）超导直线射频器件的测量。利用切比雪夫脊型阶梯阻抗变换和探针耦合的方式实现波导到同轴线的转换。对脊加载波导和不连续同轴线分别进行了分析，得到最优尺寸。为了提高测量精度，设计的波导-同轴线转换器具有低插入损耗、低驻波比和宽带宽等特性。最后对生产的转换器进行了测试，测试结果与仿真结果相近，能够满足作为测量器件的使用要求。

为测量GNSS天线连接器同轴度误差，构建了连接器分段旋转数学模型，提出了一种水平转台和机器视觉结合的非接触式测量方法，搭建测量装置并进行了测量实验.分析连接器运动方式和同轴度误差测量方法，确定各轴线之间的偏移关系，建立同轴度误差数学模型和测量模型.搭建测量装置，相机安装在水平转台上方，光轴平行于水平转台轴线.旋转水平转台，使用相机捕捉转接螺杆端面圆心位置并拟合轨迹，完成测量装置同轴度误差自标定.将连接器安置在水平转台上，旋转水平转台，测量连接器顶部螺纹杆轴线相对水平转台轴线的偏移.旋转连接器的承载器，测量连接器顶部螺纹杆轴线相对承载器轴线的偏移.最终，综合各轴线的偏移关系得到连接器同轴度误差的最大值.实验结果表明，测量装置对GNSS天线连接器同轴度误差的测量标准差为9 μm，单次测量结果的扩展不确定度U=30 μm（k=2），满足GNSS天线连接器0.1 mm至1 mm量级的同轴度误差的测量需求，使用连接器同轴度误差修正GNSS超短基线测量结果，可以显著提升基线测量精度.