为了解决光学相关器无法与发生旋转的目标进行光学相关识别的问题，提出了使用平面反射镜组获取目标图像，与模板图像进行相关识别。在获取目标的光学系统中，加入一个由多个平面反射镜围成的正多棱柱体，它可以使目标产生的一组不同角度的镜像，将其作为目标图像与模板图像进行相关识别。可以从不同旋转角度的目标产生的镜像组中找到角度相似的镜像，这类目标图像与模板图像进行相关运算，能够得到相关峰。实验表明，将通过平面反射镜组获得的目标的镜像组作为目标图像，是解决光学相关器针对旋转目标识别问题的有效途径。

为测量卫星遥感相机因姿态不稳定以及各种扰动引起的亚像素像移，提出了基于光学相关的双CCD成像系统的图像运动测量方法。在主成像系统成像的同时，辅助高速CCD获取同一目标的图像序列，利用联合变换相关器对所采集的图像序列进行光学运算，测量出相邻图像序列的运动位移。阐述了使用光学相关方法测量像移的原理，并模拟分析了噪声和运动条件下的测量精度。建立了使用该方法测量像移的实验系统。实验结果证实了该方法的有效性，测量精度小于0.1 pixel，满足卫星遥感相机的使用要求。

基于遥感图像的平稳随机特性，提出了一种相关模型，以解决图像旋转和平移对场景匹配中相关值的影响。 旋转不变性是通过使用模型测量图像旋转并在2D平移场景匹配之前补偿旋转来实现的。 输入图像以1度的间隔从-5度旋转到5度，并生成11个新图像。 与所有模板图像相关的11个新图像得到11个相关矩阵。 拾取每个相关矩阵的最大值，它们可以遵循模型预测的固定曲线。 拟合曲线，将与估计的曲线峰值相对应的旋转视为输入图像的旋转。 输入图像的旋转测量可以精确到0.05度。 输入图像额外旋转36次后，旋转的测量范围可以扩大到+/- 180度。 对于并行多通道全息光学相关器中的场景匹配，此方法可能非常快速且准确。