随着“一带一路”战略构想的提出与实现,将增加我国管辖水域的船舶交通流量,也对保障海上航行安全和海洋环境提出了更高的要求。无人机凭借安全、快速等优势逐渐成为海事部门进行船舶交通监管和海上搜寻救助的新工具。无人机的应用,弥补了传统海事巡航装备在海上应急处置中的不足,提高了海上应急搜救及海事监管效率。无人机航拍图像海上目标定位系统的实现解决了海上目标定位问题,但系统要实际应用还存在一些问题。本文针对航拍图像海上目标定位系统在应用过程中出现的航拍视频图像、GPS与姿态传感器采集频率不一致,以及因海上环境因素干扰造成的采集数据缺失、异常等问题进行研究,以解决系统在应用过程中出现的问题。首先总结并归纳了国内外学者在无人机航拍应用、目标定位技术及航拍数据处理等方面的研究成果,根据航拍图像海上目标定位系统需求,对目标定位数据同步、异常原因及数据处理进行了研究。在此基础提出适合于系统的时间同步点插值数据同步算法和模糊控制自适应卡尔曼滤波数据处理算法,并对算法进行有效性仿真验证。最后,应用研究成果对航拍图像海上目标“一键”定位软件进行补充完善。本文所提出的算法模型经仿真验证表明:根据海上应用环境,由时间同步点插值数据同步算法和模糊控制自适应卡尔曼滤波数据处理算法处理后的GPS与AHRS姿态数据可以满足航拍图像海上目标定位的需求。其中,通过以GPS数据更新时刻作为同步时刻对AHRS进行同步插值处理后,既可以实现两种数据之间的同步,又避免了同步时间点AHRS姿态无数据的问题。模糊控制自适应卡尔曼滤波作为航拍图像数据处理方法,在对数据进行误差优化处理的同时,通过算法预测值可以解决数据缺失时造成无法定位的问题,提高系统定位的可靠性。本文运用Visual C++对系统软件进行完善,将数据同步和数据处理编写入系统软件中,并进行相应的测试,最后提出研究需要进一步完善的地方,以及后期拓展的展望。