动基座下光电经纬仪在对目标进行跟踪测量时，视轴受到载体运动干扰、摩擦力矩干扰和跟踪架质量不平衡等不同的外部干扰，使视轴偏离原来的指向，甚至丢失目标。视轴稳定控制是要隔离载体运动对视轴的扰动，克服各种干扰力矩对于视轴的影响，保证视轴在惯性空间的稳定指向。视轴稳定控制是进行跟踪测量的基础，是动基座下光电跟踪测量系统的一项关键技术。本文分析了视轴稳定系统的结构，研究了主要构成部分的特点，根据视轴伺服系统的结构和陀螺安装位置，通过坐标变换的方法建立了视轴稳定隔离方程。分析了力矩电机及负载、陀螺仪、图像处理器等伺服控制系统相关的部分的数学模型，建立整个控制对象的数学模型。本文对于视轴稳定速度环采用了双速度环的控制结构，由陀螺测得的视轴相对于惯性空间的速度构成视轴稳定内环，其主要作用是消除载体运动扰动和摩擦力矩扰动，实现视轴稳定。由编码器测得的视轴相对于经纬仪框架的转动速度构成速度跟踪外环，主要用于跟踪目标运动。讨论了双速度环的抗干扰性、动态响应性能和鲁棒性。从控制策略上引入鲁棒控制理论对控制器进行设计，保证了闭环控制系统的稳定性和鲁棒性。本文对于动基座下视轴稳定控制系统的位置回路进行研究。电视自动跟踪时，由于伺服系统接收到的图像处理器发送的脱靶量相对于目标实际位置有延时，延时时间的存在限制了伺服系统位置回路的带宽设计，影响了跟踪控制系统的快速响应性，降低了系统的稳态跟踪精度和跟踪稳定性。本文采用了基于机动目标模型的Kalman滤波方法对目标位置进行滤波和预测，并用滤波预测得到的目标的位置和速度构成了前馈控制，改善了系统的跟踪控制精度，同时在目标初始跟踪阶段采用了变结构控制方法，使系统可以快速的做出反应，快速进入稳定跟踪阶段。本文最后将某型号光电跟踪测量系统置于三维摇摆台上对所提出的理论进行实验。通过仿真和试验结果的分析，采用的鲁棒H∞控制方法在抵抗载体运动干扰及抑制系统对象模型的不确定性对系统动态特性的影响方面有较大的优势，实验结果验证了这种方法的有效性。