随着计算机视觉的不断发展，基于光学敏感器的位姿测量系统因效率高、结构简单等诸多优点被越来越多地应用于空间交会对接当中，并得到了广泛的研究与发展。在交会对接过程中，位姿测量系统的性能关系到对接的成败，而光学敏感器参数校准作为位姿测量的关键环节，其算法的稳定性及校准结果直接影响到整个系统的测量精度。针对这一点，本课题以光学敏感器为研究对象，探讨有效地参数校准方法，对提高交会对接位姿测量精度具有非常重要的意义。在光学敏感器参数中，畸变具有相对独立性，仅与光学中心有关系。传统的参数校准方法通常将畸变系数与其余参数一并求解，此类方法原理复杂，耗时较长，且校准精度不高。针对该问题，本课题提出了一种独立校准畸变与非线性优化相结合的方法，首先利用虚拟校准模板内特征光点的共线特性及交比不变性原理对畸变进行修正，再以无畸变图像为基础，优化求解光学敏感器的其余参数。该方法避免了镜头畸变对其它参数校准精度的影响，有助于提高立体视觉系统的位姿测量精度。交会对接位姿测量系统具有基线距小，测量范围广的特点，在这种情况下，光学敏感器参数校准误差会随着测量距离的增加被急剧放大。针对该问题，本课题提出分区域参数校准的方法，通过在不同范围选用该区域校准的最优参数测量以提高立体视觉系统的测量精度。通过总体实验测试验证了独立校准畸变和分区域参数校准方法的正确性和有效性，系统的测量精度得到了有效提高。