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本文提出将基于频域相位差方法应用在空中目标运动估计中，这种算法是根据傅里叶变换的平移性质，建立了一种空域下目标位置变化与频域下相位角变化之间的线性对应关系，在图像序列中检测出两帧相似图像之间的平移矢量，从而实现目标的准确定位.该方法能够克服时域方法对灰度和对比度变化敏感的缺陷，且具有很高的检测精度和较强的噪声抑制能力；相比于复杂的相位相关算法，该算法将二维图像映射为一维信号，仅利用最小二乘法进行相位差的线性估计，速度提高了近8倍，且能实现非整数的亚像素估计，适用于实时图像处理系统.根据仿真实验结果显示，该算法对于空间目标的运动参数具有很好的检测结果，进一步证明了算法的有效性和实用性。