方位瞄准系统中，通常借助直角棱镜实现对惯性器件方位敏感轴的监测。直角棱镜棱脊不平时将会引起方位瞄准误差，通过建立棱脊不平度对方位瞄准精度影响的数学模型，推导出了精确的矢量表达式，给出了目前常用的棱脊不平度测量原理及其工程实现手段，在此基础上，提出了一种基于斜方棱镜进行棱脊不平度检测、标定的新方法，分析了测量原理及影响测量精度的重要误差源。基于自研“斜方棱镜装置”，搭建测试平台，实验结果表明，装置沿棱脊方向的水平状态对测量精度影响较大，经标定后的系统，测量精度可以达到10″以内，具有操作高效、简便等显著优点，对于提高方位瞄准精度，有着非常重要的现实意义。

提出一种基于正切关系和相位调制技术的动态小角度测量方法。使用双棱镜组成干涉测量臂引导两束平行光至分束棱镜处干涉，通过提取携带被测信息的干涉信号的相位实现动态的小角度测量。由于采用位置探测器（PSD）对测量臂中两平行光束的间距进行测量，简化了测量方程，消除了装置中双棱镜必须对称放置的要求。通过正弦地改变半导体激光器的注入电流在时域内实现对干涉信号的相位调制，形成准外差干涉测量模式，提高了光程差的测量精度。实验验证了该方法的可行性，并讨论了影响小角度测量精度的误差因素。研究结果表明，基于该方法的动态小角度的重复测量精度可达到10^-8rad数量级。

用基于两个相同直角棱镜构成的气室，以不同的灵敏度分时测量气室的输出光强度，来测定大气消光系数，再根据科施米德（Koschmieder）定律计算大气能见度。测试结果表明，用基于直角棱镜的气室测量的数值与直接透射法所测的数值具有很好的相关性，相关系数为0．98；直角棱镜底面的轻度污脏对测量的影响可不考虑，该方法抵抗环境污染影响的能力较强，提高了长期可靠性。气室输出光束被聚焦后，用光纤束接收并传输到光电探测器，有效抑制了旁轴光束的干扰，光纤分布的不均匀性产生的附加误差小于2．0％。将暴露大气中的光学元件加热，控制了结露现象产生的影响。