引力波探测激光干涉仪对四象限探测器性能提出了较高的技术要求。为了提升四象限探测器光斑位置检测精度，搭建四象限探测器相干探测仿真系统，构建位置检测数学模型，分析位置检测精度与系统信噪比、光斑半径和光斑质心位置三个关键参数以及相干混频增益的关系。基于蒙特卡罗仿真方法并采用LabView软件搭建四象限探测器光斑位置检测计算机仿真系统，深入分析系统中高斯光斑产生、光斑质心位置解算以及误差评判三部分主要过程，分析各个关键参数对位置检测精度的影响。仿真结果表明，提升系统信噪比、减小光斑半径以及选取靠近光敏面中心的光斑质心位置可以提高位置检测精度。将仿真结果与理论计算结果进行对比，验证了数学模型的有效性，提升了蒙特卡罗仿真置信度。

相机标定的精度是决定视觉测量精度的关键。针对标定过程中的倾角检测能力不足、标定精度低等问题，提出了一种面向大倾角靶标图的双目相机标定方法。通过聚类靶标标识点的几何特征数据，设计了无先验阈值参数的标识点提取算法，以提高大倾角靶标图的检测能力；同时，根据无倾斜角的理想靶标平面图与倾角靶标图的匹配相关性，提出了采用标识点的局部形变匹配代替直接检测法的思路。通过求解最优化的局部形变参量来近似求解投影偏差，从而提高真实圆心的检测精度。仿真和实验结果显示，相较于现有方法，本文标定方法的倾角检测能力得到显著提升。仿真图的标定精度的最大提升幅度为82%，实验标定图的标定精度的最大提升幅度为60%。

在许多实际应用场景中，标定图像不清晰、靶标检测精度低常常导致相机标定精度不足，这制约了测量精度的提高。针对该问题，提出一种基于亚像素边缘检测的双目相机标定方法。首先，利用自适应双阈值的Canny算子获取靶标标识点的整像素边缘初值。然后，以整像素边缘初值为中心，根据局部区域面积效应估计非连续性边缘模型的二阶边缘参数，并对亚像素边缘点集进行椭圆拟合，得到靶标标识点的准确位置。最后，通过标识点的排序位置矫正获取用于求解标定参数的标识点检测点集，实现了复杂环境下相机的高精度标定。典型标定场景的测试实验结果表明，相较于现有方法，所提方法对常规环境的标定精度提升了23%，对低对比度、低相对分辨率的高温烘箱环境的标定精度提升了68%。

为提高激光诱导击穿光谱技术 (LIBS) 对水中重金属元素含量的检测精确度, 将 LIBS 技术分别与单变量定标 (SVCC) 和偏最小二乘法 (PLS) 分析方法相结合, 对 Cr、Mn、Ca 混合水溶液中的金属元素进行了定量分析。利用 PLS-LIBS 技术研究了样品中共存元素对分析元素的影响, 研究结果表明分析元素的检测精确度受共存元素的影响较大, 将共存元素与分析元素的分析线强度同时作为 PLS 模型的输入变量, 得到的分析元素浓度总预测相对误差明显减小。利用 SVCC-LIBS 方法检测 Cr、Mn、Ca 元素的浓度总预测相对误差分别为 14.3%、8.46%、6.35%, 而利用 PLS-LIBS 方法各相对误差分别改善至 2.30%、0.74%、0.03%, 其中 Mn 元素的浓度预测相关曲线线性度 R2 由 SVCC-LIBS 方法的 0.985 改善至 0.999, 表明 PLS-LIBS 技术能有效提高混合水溶液中微量金属元素的检测精确度。

为解决传统DeepLabv3+算法在遥感影像变化检测上出现的边缘目标分割不精确、分类结果差的问题，提出了一种改进DeepLabv3+的高分辨率遥感影像变化检测方法。首先，基于深度分离卷积与空洞卷积构建了DeepLabv3+模型，大大降低了模型的计算量和参数量。其次，通过引入异感受野改进池化金字塔结构，同时在解码器模块中加入多尺度特征张量，对中间流结构进行残差改造，优化Xception骨干网络，并通过设置权重系数对网络通道进行权重配置优化，从而改进DeepLabv3+模型。最后，采用非生成性和生成性样本扩充方法构建数据集，并通过实验对比分析了所提方法的检测精度与泛化性能。实验结果表明，所提方法能够有效改善图形的输出分辨率和细节特征，具有良好的泛化性能和较高的检测准确率，且与其他对比方法相比，所提方法的图像检测准确率较高，整体精度指标最高可达96.4%。

针对云雾环境对激光近程探测系统测距精度的影响，提出了一种变步长自适应滤波方法。首先结合脉冲激光近程传输理论和Mie散射理论，建立脉冲激光云雾传输后向散射模型，在此基础上甄别、分离出云雾环境下脉冲激光回波的干扰信号；然后根据干扰信号的特征，采用自适应滤波方法滤除云雾干扰回波信号，研究了云雾干扰下激光回波的脉宽、峰值和回波时刻这三种随机干扰因素对滤波性能的影响；最后在实验室云雾环境下验证了所提滤波方法的效果。结果表明：在不同的激光回波脉宽、功率以及回波时刻下，所提自适应滤波方法具有良好的滤波效果和抗干扰性能，能有效提高脉冲激光近程探测系统在云雾环境下的测距精度。

激光探测器精确测量目标的方位角是导引头导向目标的必要条件，当前缺乏对该精度的理论研究，因此针对激光导引头的测角精度进行了研究。首先建立了制导激光的大气传输模型，并验证了导引头激光探测器接收到的制导信号光斑为均匀光斑; 而后基于激光探测器检测目标方位角的基本原理，推导了目标方位角检测精度与光斑半径、光斑中心位置和信噪比的关系;最后通过仿真分析了不同因素对目标方位角检测精度的影响。结果表明: 减小光斑半径、缩短光斑质心到光敏面中心的距离、增大探测器光学系统焦距、提高信噪比，均可以提高导引头对目标的测角精度。

首先分析了不同激光线宽情况下激光相位噪声的特征；然后针对激光相位噪声对相干激光雷达探测性能的影响建立理论模型；最后采用统计仿真试验的方法, 针对脉冲式和调频连续波两种典型的相干激光雷达, 进行激光相位噪声对相干激光雷达性能影响的仿真研究。研究结果表明:对于脉冲光的情况, 探测性能受相位噪声的影响与探测距离的关系不大, 无需要求探测距离在相干长度之内;而对于调频连续波的情况, 探测性能会受到相位噪声的影响较大, 应保证探测距离比相干长度小一个量级。

为有效提高雷达探测精度, 提出一种系统误差非均匀分布下的拟合分区校准方法。该方法首先对于雷达对海量测多目标信息与自动识别系统(AIS)提供的真值数据进行时空对准与相关处理得到误差序列;进而给出了两种非均匀分布下系统误差分布假设;在假设合理性的基础上, 通过拟合处理对雷达探测覆盖海域进行区域划分, 得到系统误差估计值对对海雷达进行校准。最后, 实验证明了该方法的有效性。