角度测量是计量科学的重要组成部分,特别是微小角度的测量,在精密加工、航天航空、军事和通讯等许多领域都具有极其重要的意义和作用。角度测量的方法多是根据自准直原理,通过光学系统,将角度的微小变化以出射光的形式反映出来。通过光电转换器件,将包含有角度变化信息的光信号变换为电信号,再对电信号进行后期的处理。根据自准直原理,可将角度测量分为三部分。首先,光源的确定。现今半导体激光器以普遍应用于各种测量领域,完全可以取代传统的LED光源；其次,光学接收器件的选择。如今应用于光电测量的光电转换器件有CCD、PSD、四象限光电探测器等,本课题将就其特点做出选择；最后是电信号的后期处理,可以说是整个测量最为重要的部分。在对电信号的后期处理中,自准直仪的角度测量实际上可以转换为对光学接收器件上位置测量,根据光学准直的特点,光斑识别算法的优劣对测量精度和准确度将产生很大影响。本课题将采用激光作为准直光源,面阵CCD作为光电转换器,应用自准直测量原理,并分别采用重心法,圆拟合法和匹配方法求光斑位置,以求得被测物角度变化。同时比较三种方法在精度,抗干扰能力,运算速度,适应性等方面的差异,提出对其中圆拟合方法的几点改进,并最终确定最佳算法。