根据某机试飞测试需求, 需要在弹舱内采用摄影测量方法, 在弹舱内相应位置安装高速摄像机, 采用双目立体交会测量方法测试飞机不同高度下**投射试验, 检测**舱的弹射**分离过程、速度、姿态等。为了估算机载高速影像测试系统的精度, 保证试飞测试的科学性和严谨性, 提出了机载高速影像测量系统测量精度的理论分析方法, 并通过设计测量自由落体的速度及精密转台的角速度两个实验, 对所提出的理论分析方法进行了验证。实验结果表明, 所提误差分析方法对某机载高速影像测试系统具有指导作用, 为后续试飞中的测量精度估算提供了理论支撑。

根据试验任务的特定需求，部分试验需在野外开展。通过分析野外测试情况下不同目标测量模式的工作原理，建立了测量解算数理模型，并进一步推导误差传递函数，仿真计算误差曲线。仿真结果表明，单站定轨精度比交会测量高一倍。在此基础上，明确各种工作模式对仪器设备的精度要求，为制定试验方案提供参考意见，为野外试验中仪器选取、测量精度预计、误差分析等提供理论依据。

基于交会测量原理，建立了测量航行船舶位置、尺寸的数学模型，推导了测量误差公式。利用Matlab软件进行测量误差分布模拟仿真，对系统测量精度的主要因素进行了分析；结合实验，对测量模型进行了验证。结果表明，利用交会测量原理进行航行船舶位置、尺寸测量的方法是可行的，为进一步的工程应用奠定了基础。

针对导弹发射姿态测量问题, 提出采用高速摄像机通过斜瞄和平瞄姿态测量方法求解导弹中轴线俯仰角和方位角, 仿真典型导弹起飞段近距离姿态测量, 分析两种测量方法对导弹飞行姿态测量精度和适用性。仿真结果表明：平瞄和斜瞄姿态测量方法, 测量误差在02°以内。斜瞄方式使用更便捷, 通用性好。平瞄方式测量精度高, 数据处理方法、机械结构相对简单, 在适合的应用场合优势明显。此分析方法、分析结果为姿态测量方法选取和研究等提供一种可行的途径, 也可为其它运动目标的姿态测量提供借鉴。

根据直线交会测量原理, 构建了机载光电平台目标定位数学模型。首先建立5个坐标系,确定了坐标系之间的变换关系, 在地心直角坐标系下, 根据光电平台观测目标的方位和俯仰角度参数, 结合飞机的位置和姿态测量参数, 通过坐标变换确定从光电平台到目标之间的观测直线方程。选择一组目标观测直线建立目标交会测量目标函数,根据最小二乘原理,建立关于直线交会点坐标的线性方程组。解出直线交会点的三维坐标并根据从地心直角坐标系到大地地理坐标系的变换关系, 计算目标的大地经纬度和高程坐标, 通过样本数据进行交会定位精度实验。实验结果表明,本文方法定位结果和实际测量数据接近, 经度误差为065″,纬度误差为082″, 高程误差为5 m,验证了本文方法的准确性。本文方法有效可行, 对机载光电平台目标定位具有实用价值。

提出结合坐标系转换和按行独立的加权总体最小二乘法(RWTLS)的交会测量方法用于外场试验。该方法利用空间坐标系转换方法获得目标点在大地坐标下的空间角度参数; 通过多余观测数建立条件方程确定起算数据间的角度位置关系, 用RWTLS和高斯-牛顿迭代方法求得运动目标点在任一时刻的空间角度坐标; 最后, 利用对静态目标点的观测获得基距, 结合目标点的空间角度坐标求得其轨迹曲线。实验结果表明: 观测站的坐标误差在±0.15 m以内, 运动目标在X、Y、Z方向上的坐标误差在±0.4 m内。与传统的两站前方交会测量方法相比, 该方法无须校正经纬仪坐标系, 也不必已知观测站位置参数, 从而减少了对起算数据的需求, 减少了布站工作量, 具有直接简便、收敛速度快、精度较高等优点, 在飞行目标外场测试中有良好的实用性。

室内空间测量定位系统 (wMPS)是一种采用光平面交会的分布式大尺寸室内空间坐标测量系统, 在众多影响其测量定位精度的因素中, 发射站的网络布局直接影响着系统测量精度和使用效能。为优化系统的网络布局, 本文从该系统的测量方程入手, 提出了测量矩阵的条件数是衡量多平面交会优劣的量化指标, 并建立数学模型, 以此为优化目标, 采用遗传算法作为优化工具, 实现了指定测量空间下最优网络布局。最后设计了实验进行验证, 实验结果表明该方法能有效提高测量精度。

遮挡问题是现有多摄像机测量网络在进行空间交会测量时存在的一个重要问题。当测量过程中有遮挡发生时，某些特征点可能仅能被一个像机观测到，传统的前方交会测量方法将不再可行。为了解决这一问题，通过特征点的几何约束来求解特征点位在全局坐标系下的粗略位置作为进一步迭代优化的初值，并根据可用的特征点（可以是能被所有像机观测到，也可以是仅被部分像机观测到）的多光线约束来建立最优化目标函数，通过迭代算法最终解算得出被测目标可靠的位置姿态。实验结果表明，该方法在解决实际应用中遮挡问题的同时，也能提供较高的测量精度。

针对单频C/A码GPS接收机精度不高的问题，提出一种基于光电经纬仪双站交会测量提高GPS精度的方法。在直角发射坐标系中，利用光电经纬仪测量得到目标的方位角与俯仰角，通过双站交会测量中常用的“水平投影法L公式”计算飞行物的轨迹，与飞行物实际轨迹对比，求得双站交会测量的误差。GPS和光电经纬仪测量同一目标，将两种方法的测量结果对比，以交会测量精度作为GPS的测量基准，与GPS提供的坐标相比对，求得GPS的测量误差。GPS测量其他位置坐标时，测量结果去除求得的测量误差，得到更精确的坐标。

以靶场交会测量中常用的 L公式为基础, 结合误差传递定律, 得出目标空间位置的测量误差公式。然后, 设置 4个不同测站, 以一条理想航迹为测量对象, 分别得到不同测站两两交会测量结果的误差曲线。对不同位置的双站交会结果以及它们之间的对比等 5种基本情况进行了详尽的对比分析, 得到了不同布站位置对双站交会测量结果的影响, 研究结果对实际工程应用中的经纬仪布站有重要参考价值。