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光学测量在飞行器测控过程中扮演着极其重要的角色。但是,由于光学相机因环境振动或其平台存在不规则运动等因素,易产生抖动,使得获取的视频不是平稳连续的,严重影响了飞行器测控任务的完成和任务决策分析。因此研究消除或者降低视频抖动的稳像技术是十分必要的。现有光学测控设备有固定平台式和机载平台式。固定平台式光学相机存在因操纵杆随机抖动、环境噪声等因素引起的抖动;机载平台式光学相机因平台运动也会产生抖动。为了消除成像视频因上述抖动和运动造成的抖动,本文深入分析飞行器测控过程中视频抖动的特点,对全局运动矢量估计这一稳像关键技术开展了研究,主要包括以下几个方面:1、提出了亚像素相位相关与多子块协同相结合的快速准确的全局运动矢量估计方法。首先分析了固定平台条件下在对成像视频抖动主要为平移运动的特点,采用了下采样技术与快速亚像素相位相关法相结合的方法计算单个子块的运动矢量;然后,利用多子块协同消除局部运动目标的干扰。实验结果表明,该方法具有准确度高、复杂度低、环境适应性强等特点。2、提出了先验知识与SIFT方法相结合的具有旋转处理的快速全局运动矢量估计方法。通过研究发现机载平台条件下的光学相机运动,既有相机的主动扫描,又有机载平台的主动运动,成像视频抖动既包含平移又包含旋转的特点。而现有SIFT算法在处理过程中存在未能充分利用上述特点,以致算法的计算精度较低、实时性较差。针对此问题,本文提出了一种新的全局运动矢量估计方法:首先,在分析机载平台视频运动特点的基础上,建立了相应的运动模型;然后,总结了机载视频数字稳像先验知识;最后,将先验知识与SIFT特征相结合。该方法利用先验知识减少了SIFT方法所要提取特征点数量、简化了特征点描述方法,降低了计算复杂度;结合旋转不变特性,准确剔除错误匹配特征对,保证了算法的准确性;最后采用近似模型计算出旋转量和平移抖动量。实验结果表明,该方法既具有SIFT算法的精度及抗干扰能力又大幅降低了计算复杂度。