光电着舰测量系统应用于舰载机着舰过程中的航迹姿态测量，采用光电成像和目标自动识别技术对舰载机飞行器进行跟踪观测，记录、处理目标飞行过程中的景象数据，获取目标的运动参数。系统被安装在航母飞行甲板的跑道近旁，在舰载动基座条件下，对大速度、大加速度运动的着舰目标进行精密跟踪，确保目标特征区域能被光电传感器有效测量。舰体的摇摆运动对系统的跟踪视轴造成扰动，需要采取视轴稳定控制技术克服舰摇扰动，提高系统的跟踪精度和视线稳定能力；大加速度下的高精度跟踪，对控制系统的带宽提出了较高的要求，而机械谐振因素的存在，限制了系统带宽的实现；在高速跟踪状态下，系统饱和、传感器滞后等因素的影响加重，导致系统的稳定性变差；为此，需要对控制器的设计参数进行最佳化计算，并寻求其它改善系统性能的有效途径。本文研究了光电跟踪系统的原理，总结了工程上基于误差系数法和频域设计法的参数设计规则，对着舰飞行器的运动特性进行了分析，结合某光电着舰测量系统的研制，建立控制对象模型，完成了跟踪控制系统、视轴稳定系统的参数计算和仿真；对非线性的影响和提高跟踪精度的措施进行了分析。基于内模控制理论，设计了电视跟踪内模控制的辅助方案，通过仿真对比，研究了内模控制系统对建模参数误差、传感器滞后的鲁棒稳定性，改进了跟踪控制系统的性能。最后，通过试验检测，检验了系统的跟踪性能指标和视轴稳定精度,给出了研究结论。