凝视型红外面阵探测器已进入可实际应用阶段,在面阵规模一定的情况下,需指向镜配合探测器快速、高精度指向探测区域以在不降低空间分辨率的前提下扩大探测视场。指向机构驱动控制系统的定位精度和控制稳定度、角度位置传感器的测量精度及稳定度直接影响遥感相机的成像质量。目前广泛应用的扫描机构驱动控制方式,采用伺服电机与绝对式感应同步器构成三环反馈控制系统,保证了运动控制的线性度和控制精度。步进电机作为应用技术成熟的驱动执行器已经在线列探测器扫描机构的步进扫描模式中取得成功应用,其脉冲控制步距递进的运行方式在凝视指向,特别是步进凝视模式下具有应用价值。本文针对凝视指向模式下对驱动响应速度、定位控制精度和角度测量精度的高要求特点提出采用步进电机开环控制方式配合绝对式感应同步器实现指向驱动控制的方案,并设计步进指向测试系统,该系统有效驱动转动惯量20.3kg?m的负载实现20°范围内快速、稳定指向。绝对式感应同步器在真空环境下高可靠性、稳定性的优点在航天遥感领域得到认可,为空间探测提供了绝对角度基准。本文在分析绝对式感应同步器测角系统在小范围回转轴角度测量应用的基础上,提出测角系统基于追踪型轴角转换器的非理想特性输入误差模型,并研究误差检测及补偿方法。文章具体包括以下研究内容:1.设计步进指向测试系统,系统实现步进开环控制条件下小于3s,约20°角度范围的快速指向并稳定,稳定时间小于0.3s,0.2s积分时间内稳定度优于0.2″。2.完成基于追踪型轴角转换器的绝对式感应同步器信息处理系统设计,分析系统的运行特性,测角系统实现测角稳定度优于0.5″(3?)、测角精度优于2.5″(3?);3.在理论分析感应同步器测角系统误差的基础上,提出其在小范围回转轴角度测量应用方面的主要误差来源为RDC的非理想特性输入误差,建立误差模型并分析误差成分;4.搭建测角系统误差检测平台,分析实测误差特性并研究硬件和软件补偿方法,补偿后误差值优于2.5″(3?)。