随着我国航天领域小卫星的逐渐开发与应用,研制高性能、低成本的全物理小卫星位置和姿态仿真系统已成为航天仿真技术的发展要求。而全物理仿真是通过多自由度气浮台模拟卫星在太空的运动状态,五自由度卫星仿真气浮实验台是一个能在地面上实现微重力、低摩擦环境的新方案。五自由度气浮台由位置平台和姿态平台两部分组成。本文的研究工作着眼于将图像测量技术与自动控制理论相结合,设计并实现了一套基于图像处理的五自由度气浮台位置控制系统。系统突破传统的位置检测模式,成功的将图像处理技术引入到自动控制系统中来,实现了位置信号的非接触式测量。课题综合运用了图像处理技术、自动控制理论、计算机程序设计技术等。在图像处理系统中使用多种处理算法,基于颜色空间分割方法,提高了目标检测的准确性,并对区域搜索算法进行优化,减少了图像处理程序的运算时间;在位置控制仿真中,对气浮台的侧向力进行了较为深入的研究,对冷气推及系统的反作用力进行了实验研究,为位置控制模型的建立打下基础,由于冷气推进系统中采用了高速开关阀,建立了PWM位置控制系统的数学模型。实验和仿真表明,所使用的图像测量技术与自动控制算法均能很好的完成各自的任务。