Описаны две проблемы, сопутствующие выделению теории измерительных задач из теории измерений. Первая – проблема гармонизации определения термина «измерение» в связи с путаницей между измерениями, методами, методиками измерений и методами решения измерительных задач, в том числе в Международном словаре по метрологии, –проблема разделения измерений и вычислений. Вторая – неадекватность математических моделей объектов измерений. Приведено решение этих проблем в рамках теории измерительных задач.

Рассмотрена задача оценки условных (уточнённых) доверительных границ погрешности измерений по апостериорной информации о результатах измерений. Проведён сравнительный анализ точности различных алгоритмов обработки апостериорных результатов измерений, полученных с помощью трёх однотипных измерительных каналов. Рассмотрены алгоритмы обработки результатов трёх равноточных измерений по среднему арифметическому и медианному значениям, а также по среднему арифметическому максимального и минимального значений. В качестве апостериорной информации использованы три параметра: отношение разности между максимальным и минимальным значениями результатов трёх измерений к показателю точности измерительного канала; отношение минимального к максимальному значению из двух разностей – максимальное и медианное или медианное и минимальное значения из трёх результатов измерений; произведение указанных выше двух параметров. Первый параметр характеризует относительный разброс, второй – равномерность рассеивания результатов трёх измерений, третий – плотность и, как и второй, равномерность рассеивания. Для трёх параметров найдены граничные значения, относительно которых условные доверительные границы погрешности алгоритмов больше или меньше доверительных границ безусловной погрешности этих алгоритмов. С точки зрения показателей точности обосновано применение того или иного алгоритма обработки трёх равноточных измерений в зависимости от закона распределения их погрешности. Предложены соотношения для оценки показателей точности результатов обработки этих измерений.

Рассмотрена задача проверки гипотезы о независимости двухмерных случайных величин при анализе переменных неоднозначных функций. Для её решения использована методика на основе непараметрического алгоритма распознавания образов ядерного типа, соответствующего критерию максимального правдоподобия. Методика позволила обойти проблему декомпозиции области значений случайных величин на интервалы. По результатам вычислительных экспериментов оценена эффективность применяемой методики в зависимости от вида неоднозначных функций, уровня случайных помех и объёма исходных статистических данных. Полученные результаты актуальны при решении задачи обнаружения природных и технических объектов по данным дистанционного зондирования.

Освещены проблемы безопасной погрузки и транспортировки строительной и специальной гусеничной техники на грузовых платформах большегрузных автоприцепов (тралов). Для повышения точности позиционирования данной техники на платформах тралов предложено использовать систему технического зрения. Разработана полнофункциональная физическая модель такой системы. Указанная модель апробирована при автоматизированном контроле пространственного положения гусеничной техники в процессе погрузки на грузовую платформу трала. Выявлены параметры пространственного положения техники, оказывающие влияние на безопасность её погрузки своим ходом. Автоматизация погрузки реализована с помощью видеограмметрического устройства, установленного на транспортируемом средстве передвижения, и трёх визирных целей активного типа, размещённых на грузовой платформе. В системе технического зрения применены методы цифровой обработки видеоизображения, позволившие с высокой вероятностью обнаружить и идентифицировать визирные цели по частоте их мигания. Предложен обеспечивающий автоматизацию погрузки алгоритм работы гусеничной техники под управлением системы технического зрения. Работоспособность данной системы проверена с помощью физических моделей прицепа-тяжеловоза и гусеничной платформы техники. Экспериментально определены реальные технические и метрологические характеристики системы технического зрения. Установлено, что при базисном расстоянии 2,5 м между визирными целями обеспечивается безопасная погрузка техники длиной до 8 м на грузовую платформу длиной до 16 м.

Рассмотрена актуальная проблема повышения точности лидарных измерений. Для моностатического аэрозольного лидара на выбранных длинах волн лазерного излучения оценена степень влияния пропускания атмосферы на погрешность лидарного сигнала. Выполнено численное моделирование лидарного уравнения для рассеяния Ми частицами атмосферного аэрозоля при вертикальном зондировании пограничного слоя атмосферы до 1500 м. Показано, что учёт погрешности измерения коэффициента ослабления на выбранных длинах волн лазерного излучения приводит к ограничению расстояний зондирования для обеспечения заданной погрешности измерения лидарного сигнала. Полученные результаты можно применить для разработки новых аэрозольных лидаров.

Сформулирован концептуальный подход к прослеживаемости измерений энергии (мощности) лазерного пучка при калибровке средств измерений к эталонам, разработаны алгоритмы решения задач прослеживаемости и представлены технические реализации данных решений. Показано, что применение измерительного ослабителя является неотъемлемой частью схемы построения эталона, обеспечивающего прослеживаемость измерений энергии (мощности) лазерного пучка. Рассмотрено функционирование эталона при последовательной, ступенчатой и параллельной схемах его построения, обеспечивающее прослеживаемость к Государственному вторичному эталону единицы энергии импульсного лазерного излучения ГВЭ 2.1.ZZA.0095.2017 и Государственному первичному эталону единицы средней мощности лазерного излучения ГЭТ 28-2016. Определены особенности построения измерительных делителей для калибровки средств измерений малых и больших уровней энергии (мощности). Приведены алгоритмы комплектной калибровки средств измерений, имеющей преимущество по сравнению с поэлементной калибровкой.

Разработан алгоритм синхронизации результатов измерений электродвижущей силы индукции и положения катушки электромеханической системы при реализации динамического режима весов Киббла. Данный алгоритм позволяет привести ряды данных к общей временно́й шкале без применения аппаратных средств синхронизации устройств сбора данных. Алгоритм основан на применении метода численного дифференцирования результатов измерений с помощью фильтрации Савицкого-Голея, выборе и минимизации методом градиентного спуска специальной целевой функции в виде стандартного отклонения между преобразованными в результате дифференцирования и последующей интерполяции временными значениями электродвижущей силы катушки и соответствующими значениями скорости перемещения катушки. Предложенный алгоритм обработки результатов измерений положения и электродвижущей силы индукции катушки экспериментально опробован в рамках научно-исследовательской работы «Баланс». Результаты измерений получены с помощью входящих в состав макета весов Киббла средств измерений с асинхронными интерфейсами. Применение алгоритма позволило более чем в 10 раз уменьшить погрешность обработки экспериментальных данных, связанную с отсутствием синхронизации результатов измерений положения и электродвижущей силы индукции катушки, полученных в динамическом режиме работы созданного макета весов Киббла.

Рассмотрены вопросы повышения точности контактных кондуктометров. Описаны основные источники погрешности первичного измерительного преобразователя контактного кондуктометра, к которым относятся сопротивление раствора, а также поляризационное сопротивление и ёмкость двойного электрического слоя, характеризирующие электрохимические процессы на электродах преобразователя. Приведены методы определения указанных параметров, влияющих на импеданс первичного измерительного преобразователя. Первый метод основан на анализе амплитудно-частотной характеристики активной составляющей импеданса кондуктивной ячейки контактного кондуктометра, заполненной раствором. Второй метод базируется на определении активной составляющей импеданса раствора на частоте резонанса, т. е. при нулевой реактивной составляющей импеданса. В третьем методе активная составляющая импеданса раствора определяется на трёх разных частотах. Отмечено, что вторым методом можно достоверно определить только активное сопротивление раствора. Постоянные ячейки определены первым и третьим методами в одном и том же диапазоне частот, во втором методе использована частота, в несколько раз превышающая верхнюю границу этого частотного диапазона. Показано, что результаты, полученные вторым и третьим методами, практически совпадают и существенно отличаются от постоянной ячейки, найденной первым методом.

Для эффективной минимизации магнитных потерь и повышения коэффициента полезного действия машин, в частности трансформаторов, необходимо точно разделить полные потери в магнитопроводах электрических машин на гистерезисную и вихретоковую составляющие. Для решения указанной задачи предложены три варианта ваттметрового метода, основанные на разной зависимости вихретоковых и гистерезисных потерь от частоты перемагничивания, магнитного потока и температуры и названные методами двух частот, двух плотностей и двух температур. Для каждого из трёх методов при разных условиях проведено по два опыта. В опытах холостого хода на двух частотах, при двух плотностях магнитного потока и двух температурах магнитопровода измерены активные мощности, затраченные на нагрев сердечника, и получены выражения мощностей гистерезисных и вихретоковых потерь. Результаты экспериментов, проведённых разными методами, согласованы между собой. Проанализированы достоинства и трудности реализации каждого метода. Показано, что комбинация методов позволила определить показатель степени плотности магнитного потока в выражении мощности гистерезисных потерь (коэффициент Штейнмеца) для конкретного трансформатора.

Для повышения точности передачи мощности электромагнитных колебаний в волноводных трактах в диапазоне частот 16,7–37,5 ГГц разработан многозондовый преобразователь оконечного типа, входящий в состав волноводного термисторного ваттметра. Точность передачи мощности предложено увеличивать путём уменьшения коэффициента отражения входа ваттметров оконечного типа и погрешности рассогласования. Изготовлены и экспериментально исследованы макеты волноводных термисторных ваттметров с многозондовыми преобразователями в диапазоне частот 16,7–37,5 ГГц. Показано, что данные ваттметры можно использовать в качестве возимого и вторичного эталонов для передачи единицы мощности электромагнитных колебаний или как исходное средство измерений в составе рабочих эталонов, а также применять для контроля стабильности модуля эффективного коэффициента отражения выхода ваттметра проходного типа.

Рассмотрена проблема измерений параметров пикосекундных электрических импульсов с шириной спектра более 110 ГГц. Для измерений параметров указанных электрических импульсов предложено использовать электрооптическую стробоскопическую измерительную систему. Описано несколько вариантов исполнения копланарной линии передачи – центрального узла электрооптической стробоскопической измерительной системы. Рассчитаны параметры копланарной линии с подложкой из арсенида галлия. Проведён энергетический расчёт электрооптической стробоскопической измерительной системы, в которой определяются параметры прошедшего зондирующего лазерного излучения. Приведена оптическая схема электрооптической стробоскопической измерительной системы, предварительно рассчитаны её оптические элементы. Описаны пути повышения чувствительности системы и способ фокусировки лазерного излучения в пятно диаметром несколько десятков микрометров.

Проведены исследования в области мониторинга и регистрации геофизических возмущений. Возмущения флуктуирующих сред оказывают существенное влияние на функционирование технических систем управления, безопасности, навигации, связи и др. По этой причине разработка методов и средств мониторинга и регистрации геофизических возмущений является актуальной задачей во многих областях науки и техники. Рассмотрен способ регистрации геофизических возмущений в флуктуирующих средах с помощью пространственно-разнесённого радиоакустического генератора. Способ регистрации геофизических возмущений основан на сравнении фазы акустического сигнала, принятого из флуктуирующей среды, с фазой сигнала, излучаемого в контролируемую среду. Выходным сигналом фазового детектора является постоянное напряжение, описываемое монотонной функцией разности фаз входных сигналов. Сформулировано условие самовозбуждения пространственно-разнесённого радиоакустического генератора, определяющееся общим решением переходной составляющей ифференциального уравнения второго порядка. Приведены структурные схемы технической реализации способа. По результатам экспериментального исследования представлена фазограмма выходного сигнала фазового детектора как реакция на вбрасывание объектов различных размеров в зону распространения акустического луча. Результаты исследования актуальны для следующих областей применения: зондирование континентальных  морских и океанических шельфов, мониторинг вихревых и турбулентных возмущений воздушного пространства взлётно-посадочных полос аэропортов, контроль морских волнений и подводных течений в акваториях морских портов, обнаружение посторонних объектов в охраняемых зонах.