光电经纬仪是靶场光测最基本的测量手段之一，主要完成对飞行试验目标外弹道、姿态、特征量以及遭遇参数测量。随着靶场光测的发展，不仅对光电经纬仪系统要求多功能、高定位精度、快速响应性等综合性能，而且对经纬仪的重量、体积以及外型尺寸等方面提出了新的要求，这就要求经纬仪跟踪架具有高刚度、低惯量、小质量和较高的谐振点。　　 本文以地平式U型跟踪架为研究对象，以有限元分析和机械优化设计理论为指导思想，针对某成熟型号经纬仪的跟踪架进行了优化，在满足位移、应力和谐振频率要求的前提下进行了轻量化处理。首先，介绍了光电经纬仪的国内外发展现状和有限元分析以及优化设计理论的基本原理；其次，对典型的地平式U型跟踪架的结构和原理进行了介绍，同时对跟踪架的误差进行了分析，并分析了各误差对光电经纬仪测角精度的影响；然后，对跟踪架的关键件和跟踪架整体进行了有限元分析；最后，根据有限元分析结果对跟踪架的几个关键铸件进行了优化设计，经过优化跟踪架的重量减轻了70Kg。　　 将有限元分析和机械结构优化设计融入光电经纬仪跟踪架的结构设计中，可以从根本上改变传统的经验设计方法，大大提高设计效率和质量。