空间交会对接测量技术是空间交会对接中的关键技术,直接关系交会对接过程的成败。基于CCD像机的视觉测量技术是目前研究的热点。本文通过设计并搭建空间交会对接视觉测量模拟系统,开发视觉测量算法,对空间交会对接的视觉测量进行系统的研究。文中深入研究了视觉测量中的图像特征提取,姿态测量等关键技术。图像特征提取方法决定空间交会对接视觉测量的精度。本文采用圆形标志,在图像上投影为椭圆。结合实际应用特点,根据两飞行器相对距离远近,研究两种提取椭圆图像中心坐标的方法。一种利用灰度重心法直接计算椭圆图像的中心坐标,用于实际系统的远距离测量。另一种是采用先利用边缘检测提取边缘,再利用椭圆最小二乘拟合获取图像中心坐标的方法,该方法精度高,用于实际系统的近距离测量。这种设计既保证了精度也保证了计算效率。在边缘检测方法中,通过与Canny算子对比仿真实验,验证了绝对差分模板算法在系统应用中的可行性。本文从实际应用的角度出发,系统的研究了交会对接视觉测量中利用不同对应点数目的线性姿态求取方法,包括直接采用2D-3D点对应的求解方法和先利用PNP问题求解对应点在摄像机坐标系下坐标,再求取位姿的求解方法。最终实现实际系统仅利用三个特征完成姿态测量。本文设计并搭建了空间交会对接视觉测量模拟系统,完成了空间交汇对接视觉测量算法的开发和实现,包括便捷的高精度摄像机标定算法开发。设计完成一种采用API激光跟踪仪完成视觉测量系统精度检测的方法,实际检测结果表明该视觉测量系统能够达到实际应用的精度要求。