航天器舱段对接是完成航天器总装、测试及实验的重要工序,因此在技术方面有着严格的要求,目前国内的舱段对接主要采用传统的手工方式,这种装配模式存在工作效率不高、测量精度低等缺点。针对目前手工对接的一系列问题,本文设计了航天器舱段自动对接方案,并对自动对接中的关键技术进行了分析研究,旨在提高舱段对接过程中各环节的精度,从而提高最终的对接精度,主要研究内容及工作如下:（1）设计了舱段自动对接方案,选用了适合本次对接测试需求的位姿测量装置和调姿机构,针对舱段测量系统的位姿解算过程提出一种优化方法,位姿解算的实质是三维空间坐标转换,因此本文提出基于加权整体最小二乘法的坐标转换方法,并通过仿真实验验证该优化方法相对于传统方法,能够提高三维坐标转换的精度,进而提高舱段位姿解算精度。（2）针对舱段对接控制系统分别完成了调姿轨迹设计和调姿参数解算。结合并联六自由度平台仿真模型设计了共六个自由度的调姿方向,在轨迹设计完后,对舱段调姿参数解算方法进行了研究,并通过软件编写四元数算法,结合仿真软件实现了基于四元数法的位置反解过程,完成了调姿参数解算。（3）针对舱段位姿调整方法进行优化分析。建立激光跟踪仪转站参数误差补偿模型,通过仿真误差验证补偿模型能够提高转站测量精度。另外在研究特征点布局方式中,针对不同的布局方式,建立转站误差函数,并从中分离出可量化的转站参数精度指标,选择最优化的布局方式,提高转站精度。（4）结合上述研究完成最后的舱段对接仿真。利用VS软件和UG软件建立仿真平台,完成舱段对接仿真模拟,并利用蒙特卡洛仿真对舱段对接结果进行不确定度分析,通过大量仿真数据验证舱段对接精度满足实际对接需求。