空间交会对接是一项实现空间平台、空间站等大型航天器在轨装配、维修、补给以及空间回收和接送宇航员等高级空间操作的关键技术之一，空间在轨自主交会对接技术已成为目前国际上的研究热点，最后逼近段的姿态参数高精度测量又保证飞行任务成功的首要条件。本文对交会对接最后逼近阶段的位置、姿态参数测量问题进行深入研究，进行了如下几方面的工作：　　首先，研究了基于CCD光学成像敏感器的最后逼近过程中位姿参数测量系统和算法。本文提出的CCD光学成像测量系统由安装在目标飞船上的标志子系统、安装在跟踪飞船上的摄像机子系统和信号处理子系统以及接口、通信设备等组成的。为了实现高精度测量，首先要对摄像机进行标定。文中采用线性模型摄像机标定原理，建立线性标定优化模型，在此基础上建立了单目测距优化模型，并进行了误差分析，确定影响精度的误差因素。　　其次，在交会对接的最后逼近阶段，为提高CCD光学成像系统测量精度，引入第二套姿态参数表示方法，提出了两种测量算法：基于SVD分解的姿态参数测量算法和非线性迭代算法，对两种算法进行对比分析，结果表明非线性迭代算法的物理意义更加简单明了，是一种综合性能很好的算法。　　最后，采用实际CCD相机，并模拟交会对接最后逼近段两个飞船之间的相对运动，建立了实验系统，对本文算法进行实验验证及仿真验证，实验结果表明：本文所给出的摄像机标定方法在实际应用中具有一定的可行性。单目测距模型在较远距离处，误差放大倍数就较大；而在较近距离处，误差放大倍数就较小。与SVD分解法比较，本文研究的非线性迭代算法的姿态参数测量精度有很大的提高，三个欧拉角的均方根误差值均减小到SVD法的51。因此，本文提出的姿态参数测量算法更适宜于实际应用。