针对视觉式头部姿态测量系统存在编码特征点安装空间需求大的问题, 设计一种结构简单、需求空间小的瞄准线测量方法。使用定位摄像机拍摄头盔上的编码特征点图像, 计算机对图像进行解析和计算, 结合正交迭代(OI)算法解算头部姿态。根据编码特征点随意布局特点进行了多组多次的仿真分析, 仿真数据表明此方法是合理、有效的, 利用小空间布局的编码特征点可以解算出高精度瞄准线。

针对头盔瞄准线快速、精准测量的要求，研究一种全新的综合瞄准线测量方法。在电磁瞄准线测量基础上，增加微惯性测量技术，实现头部姿态的高精度、快速、实时测量。通过卡尔曼滤波算法以及微惯性器件零偏估计，将电磁和惯性测量技术融合在一起进行综合瞄准线测量。根据瞄准线测量原理建立有效的数学模型，并用实物搭建实验平台进行测试和验证。实验结果表明，惯性和电磁综合瞄准线测量技术可以快速、有效地计算出高精度瞄准线。

针对运动平台上头部姿态测量问题, 提出一种可以获得更快测量速度、更高测量精度的综合测量方法。通过卡尔曼滤波将分别由视觉测量和微惯性测量得到的头部姿态数据进行数据融合。利用视觉测量对微惯性测量进行校正, 综合了视觉测量方法误差不随时间变化与微惯性测量方法测量速度快、测量范围大的优点, 抑制了惯性测量随时间累积产生的无约束发散误差, 克服了视觉测量方法范围受限、容易受到干扰的缺点, 并经过试验分析与仿真, 得到了验证。

针对视觉式头部姿态跟踪数据带有时变噪声的问题, 设计了一种基于数据融合的座舱头部姿态跟踪方法。其根据空间点与图像点的对应关系, 先利用正交迭代算法求解PNP问题, 然后应用Sage-Husa自适应滤波代替EKF解决时变噪声的问题, 最后使用线性加权的航迹融合算法对Outside-in跟踪和Inside-out跟踪输出的头部姿态进行数据融合来获取精度更加稳定的头部姿态。利用经验数据做了一系列的仿真, 结果显示该系统的跟踪精度有很大提高并且稳定可靠。

针对视觉式头部定位系统存在着噪声统计特性掌握不充分的问题，设计了一种新的基于自适应滤波的头部姿态跟踪方法，其综合了视觉测量算法和自适应滤波算法。在获取n对2D/3D（图像点/空间点）匹配对的基础上，先利用正交迭代算法（OI）解算头部姿态，然后应用自适应滤波器估计精度更高的头部姿态，最后针对带有时变噪声且噪声统计特性掌握不充分的测量值,应用头部姿态跟踪方法进行了仿真测试，结果显示该方法的测量精度有很大提高，并且验证了所设计的头部姿态跟踪方法是合理且有效的。

针对座舱内的多功能显示器和平视显示器(HUD)的结构特征，设计了一个结构简单的瞄准线测量系统,它由装在头盔上的摄像机、座舱结构特征和处理器组成。首次提出了利用可以高精确提取的HUD和多功能显示器的结构特征配合正交迭代算法（OI）解算相机位姿，最后转化为瞄准线的测量方法。根据座舱特点，进行了一系列的仿真实验。仿真结果显示该系统的测量精度很高,并且验证了所设计的基于座舱结构特征的瞄准线测量方法是合理的和有效的。

为了寻找可能替代蓝宝石作为氮化镓外延的新型衬底,通过48 h的气相传输平衡,分别在1000 ℃、1030 ℃、1050 ℃、1070 ℃和1100 ℃制备了一层单相多晶的γ铝酸锂膜。X射线衍射和扫描电镜分别用于表征膜的物相、取向和表面形貌。结果显示,γ铝酸锂择优取向的好坏取决于气相平衡传输温度,在1050 ℃制备的γ铝酸锂具有高度的[100]择优取向;在γ铝酸锂(001)面上的双轴拉应力可能有助于[100]择优取向的形成;γ铝酸锂晶粒表面裂纹的方向一致性与其择优取向紧密相关。上述结果表明在合适的工艺条件下,气相传输平衡法制备的γ铝酸锂/蓝宝石可能成为一种很有前景且适合(1-100)面氮化镓生长的复合衬底。