设计了一种基于尺蠖运动原理的大行程纳米级步距压电微动台,变传统单驱动器结构为双驱动器结构,采用“推-拉”接力运动原理,实现了大的驱动力与行程.利用有限元方法对压电微动台的结构和静、动态特性进行了研究.实验结果表明,压电微动台的运动范围为11 mm,稳定性好,载物力可以达到24.5 N,最小步距小于20 nm.

激光干涉系统的测量精度会受到系统本身机械结构及光学元件布局的影响，因此采用了耦合差动干涉的方法，使影响测量精度的各种因素尽量由干涉系统自身予以消除，提高了干涉仪的分辨率和稳定性．利用以Heydemann修正模型为基础的误差补偿方法，对干涉信号中存在的非正交误差、不等幅误差及直流电平漂移误差进行了修正．根据多点拟合的原理，提出了减小运算量的新算法．设计了以C8051F005单片机为核心的电路补偿模块，实现了以上3种误差的实时补偿．实验结果表明：通过采取以上措施，该干涉测量系统在10mm的测量范围内取得了10～12nm的测量精度．

针对线阵ＣＣＤ在测长中的应用，主要讨论了在长杆反射式测量中，光源、被测物的形状、表面特性相互影响的问题，并通过实验提出了相应的解决思路和方法。实验表明，在被测物距ＣＣＤ约１ｍ时，精度可以达到０．１５０ｍｍ，且具有良好的重复性。

针对热真空环境条件对视觉测量精度影响的问题,提出了一种新的基于像素当量的二维尺寸视觉测量系统实时标定方法。该方法采用光刻已知尺寸线条的石英标准件作为测量基准,利用一阶微分期望亚像素细分算法和最小二乘拟合,可实时获取较高精度的像素当量值从而减小环境误差。热真空环境下的实验结果表明,该方法可用于热真空环境下二维小尺寸视觉测量的标定。

运用有限元分析方法，建立纳米级步进压电微动台的实体模型并进行了仿真计算，考察了结构参数对步进型压电微动台性能的影响，得到了压电微动台的固有频率和振型。采用正交实验法设计结构参数，分析了不同因素对压电微动台的固有频率和振动幅值的影响，得到了影响二者之比的4个因素的最优设计参数。根据逐步回归分析的方法建立了结构设计参数的数学模型，从而定量地分析各自变量与一阶固有频率之间的关系。

为了解决长导轨直线度传统测量方法中存在的问题，研制了一种基于楔形板的便携式激光干涉准直系统。系统采用16位高性能单片机MSP430进行数据处理，利用软件滤除测量数据中包含的交流信号，然后再通过D／A转换器对处理电路进行反馈控制，以消除光电信号中包含的不断变化的直流电平信号，从而提高系统的测量精度。系统的测量数据通过无线模块实时地发送给与PC相连的无线基站，再通过USB接口传送给PC，可以方便测量数据的记录与保存。

本文主要讨论了激光自准直仪在野外目标定位中应用，具体阐明了测量的基本原理，并给出了对于测量信号的几种实际处理方法，最后对测量中面临的问题给予了分析和展望。

本文主要讨论了激光自准直仪在野外目标定位中应用，具体阐明了测量的基本原理，并给出了对于测量信号的几种实际处理方法，最后对测量中面临的问题给予了分析和展望。

在激光干涉测量中，通常以相位差为90°的两路信号进行辨向计数和细分，而在这两路信号中普遍存在着非正交误差、不等幅误差和直流电平漂移误差，这些误差的存在严重地影响了测量结果的精度。因此，设计了以C8051F单片机为核心的电路补偿模块，采用以Heydemann模型为基础的误差修正方法，对以上3种误差进行了动态补偿，进而实现了纳米级精度的位移测量。

针对光电自准直系统现有简化模型的局限，研究了一种基于矢量运算的的建模方法。以矢量运算理论为基础，通过对分划板任意点经光电自准直系统成像进行一般性分析，建立了分划板点坐标、平面镜转角与回像点坐标相互关系的数学模型，并提出了理想自准直系统的概念。通过数值仿真，分析了回像轨迹与平面镜转角的关系以及简化模型的原理性误差。根据分析的结论，进行了激光自准直实验验证。文中建立的模型对于大范围、高精度的光电自准直系统设计、误差分析与补偿具有一定的指导意义。