本文详细介绍了自准直仪的工作原理以及电荷耦合器件(CCD器件)的成像及数据处理技术,试图通过用电荷耦合器件替代过去采用振子组件为瞄准方式的光电自准直仪中的其它光电接收器件,从而改善自准直仪的稳定性能,并实现两维同时测量。 研究了CCD亚像元(细分)原理并建立了数学模型,使CCD瞄准精度达到CCD像素的数十分之一。 分析了自准直仪反射回的光能量变化与反射面角度偏转的关系,采用软件细分的办法,使其显示至0.01秒,并通过研究自准直仪与CCD器件的结合,解决了信号传输、漂移和稳定性问题。 在结构设计中,采用折反式光学系统,减小仪器体积。 成功地试制了一台以CCD电荷耦合器件为传感器,能进行两维同时测量的高精度数显自准直仪样机,实验表明完全符合设计要求。 采用了新的标定方法,用多齿分度台差动法组成标准小角度对样机进行标定,用几种方法分别对自准直仪的示值误差进行了检定和比对,并加以验证。 对样机做了误差分析,并提出了改进意见。