两个航天器在空间实现交会对接是一项高难度航天技术,而相对位姿测量技术更是交会对接过程中的关键技术。随着空间交会对接技术的发展,航天器的相对位姿的测量显得尤为重要。本文系统的研究了视觉测量中的摄像机标定、图像特征提取、相对位姿测量等技术。完成了相对位姿测量系统的设计和实现,通过对仿真平台实际实验中数据的检测,验证了本文设计的测量系统的可行性。本文研究了机器视觉中的相机模型和成像模型,根据CCD相机成像原理,分析了相机标定技术在视觉测量中的重要性,详细介绍了较为稳定和灵活的张氏标定算法,并利模板进行相机的标定,标定效果较好,为整个测量系统后续的特征点提取和坐标求取提供了精度依据。从实际需求出发,系统研究了的种子填充算法、特征点坐标提取算法、单目位姿测量算法、双目位姿测量算法,最后确定了较为快速的改进种子填充算法和对特征点需求较少的POSIT算法应用到视觉位姿测量中,保证了位姿计算的精度和计算效率。利用实验室现有设备和平台,进行了整个测量系统的软件设计和硬件结构设计安装,针对单目视场角受限和目标体可能受到遮蔽的情况,使用了单双目混合计算并融合IMU数据的设计方案,在实际仿真平台中经多次试验效果较好。