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为了提高航空遥感用三轴惯性稳定平台(inertially stabilized platform,ISP)框架角位置伺服精度,需要实现对ISP框架相对角速度的实时、高精度测量。为此,提出了一种基于非线性跟踪微分器(nonlinear tracking differentiator,NTD)获得ISP框架相对角速度的方法。并且,为了精确获取NTD算法中的参数,提出了一种NTD参数整定方法。在此基础上,结合ISP的控制系统,完成了ISP用NTD的设计。实验结果表明,与传统基于位置信号的测速法相比,该方法