在水利水电、交通、高层建筑、采矿等领域大型工程建设中,这些基础设施的路基会存在沉降变化。严重的路基沉降不仅影响工程的施工、运营安全,更可能造成不可挽回的损失。路基沉降的实时自动监测需求大量存在,而位移传递像机链摄像测量方法是解决该类问题的有效途径之一。高精度标定出像机链中这些固连关系的多头像机间的安装参数是准确监测沉降变化的必要任务。本文系统调研了多像机系统外参数标定方法的历史发展与研究现状,着重对已有方法进行了分类和比较,从多方面综合评价了各类方法的性能,总结和归纳出多头像机标定待研究的关键问题。讨论了路基沉降摄像测量监测系统中的相关误差来源,重点研究了双头像机光轴不重合引起的模型误差,并通过仿真实验分析了两个像机光轴不重合对测量精度的影响。仿真结果表明虽然双头像机光轴不重合引起的合作标志像点变化是个小量,但是由于传递级数的增加会放大测量误差,而且路基沉降测量精度一般都要求在亚毫米量级,即使微小的误差也会影响沉降测量精度。因而,标定出双头像机间的固连关系,利用它们之间的相对关系消除这一误差是很有必要的。为了解决路基沉降像机链中多头像机间没有公共视场的难题,本文研究了基于机器人手眼定标和利用平面镜反射辅助视场的多头像机标定方法。由于受到双头像机固连的约束,在标定过程中像机组能够运动的范围较小,这极大地限制了手眼定标方法的精度。与传统的手眼定标方法相比,本文应用的两种共轭旋转平均的手眼定标方法对噪声不敏感,在配置条件不太理想的情况下精度更高。为了使多头像机的标定更加简单易行,本文在平面镜辅助视场位姿估计基础上研究了基于平面镜的多头像机标定方法。利用克拉美罗下界知识推导了平面镜辅助视场下位姿估计的理论误差下界,并分析了像点误差、视图幅数以及平面镜参数对位姿估计精度的影响。设计了两种基于平面镜的多头像机标定方案,最后通过仿真实验和实物实验验证了两种标定方案的可行性与准确性。在路基沉降摄像测量中,多头像机固连关系的标定是一个极其重要的基础性环节。解决多头像机的标定问题对于能够有效减少沉降位移传递中的多级误差累积、完善沉降监测系统,具有重要的研究意义。