本文针对航空领域中大视场视觉定位系统的定位精度问题,由于系统中的定位摄像机具有大视场、高噪声的特点,使通过传统标定方法和畸变校正技术得到的摄像机成像模型无法满足其测量模型的精度需求。因此通过分析定位摄像机的模型,研究提高定位系统精度的一些关键技术。同时,对于一些其他具有相同特点的摄像机的定位测量问题,也具有一定的借鉴意义。论文研究的主要内容和关键技术有:1.根据大视场视觉定位系统的设计及精度需求,建立了基于4特征点的位姿测量模型及通过特征点连线之间的几何特征约束进行位姿求解的算法。2.研究了摄像机畸变模型对位姿测量精度的影响:根据空间特征点坐标的测量误差修正并选取最接近实际成像规律的摄像机畸变模型,通过噪声仿真实验验证了在不同噪声环境下,使用不同畸变模型进行内参数标定时的抗噪声能力,并通过定位测量实验证明了选择合理的畸变模型可以有效的提高定位精度。3.在选定摄像机畸变模型的基础上,针对摄像机的全视场成像模型无法通过局部范围的标定来描述的情况,研究了摄像机标定的外部因素即标定空间选取对摄像机内参数标定的影响,并进一步分析了标定空间对定位精度的影响,通过实验证明了标定过程中标定空间因素会对定位测量精度造成很大的影响。4.研究了一种基于成像光线追踪的非模型化摄像机标定方法,通过实验证明了该方法可以有效的减小标定过程中系统误差的影响,使其不仅具有良好的抗噪声能力,且可以大幅度的提高定位测量精度,尤其在扩大姿态角测量范围时,成像光线追踪模型有着十分明显的精度优势。