在航天发射和导弹武器试验靶场测量活动中,光学测量设备是地面测控系统的重要组成部分,承担着飞行目标的图像记录和轨迹测量的任务。光学设备提供精确的测量数据是飞行目标定位定轨的重要保证,但在测量过程中,由于环境、结构、材料等因素,光学设备的测量数据不可避免的会含有误差,对光学设备测量过程中的误差进行分析,可以提高光学设备测量精度,因此光学设备的误差分析有着至关重要的意义。首先本文介绍了对靶场飞行目标进行测量的光学设备的组成及各个分系统的功能,它们包括伺服控制分系统、光学测量分系统、主控分系统等,在各个分系统协同作用下,说明了光学设备测量原理,主要从光学设备的测角原理以及空间坐标转换两个方面进行说明。随后对光学设备误差来源进行分析,对各种误差进行了分类,主要分类为系统误差、随机误差和异常值。通过分析可以知道,随机误差一般是统计结果,无法测量和修正,接下来主要分析系统误差中可以测量修正的照准差、零位差和定向差,并进一步探索异常值的检测和修正方法。其次,先介绍传统的系统误差测量方法,包括拍星法和拍标法,然后通过对两种传统方法的分析,结合在实际使用两种方法时遇到的困难,提出一种新的系统误差测量方式,改变原有的方位标与测控点位相捆绑、系统误差手动计算的方式,新方法将方位标、无人机和GPS相结合,通过测量系统设计,使光学设备可以自动获取方位标信息并进行系统误差计算,加快执行测量任务前光学设备系统误差测量速度,提高设备测量系统误差的自动化程度。然后对光学设备在测量过程中可能出现的严重偏离真值的异常值的检测和修正进行分析,通过阅读文献,总结已有方法的优劣,分析光学设备数据特点,发现光学设备测量数据以方位角度值和俯仰角度值为主,它们的变化趋势具一定的规律性,探索采用灰度预测算法来检测和修正异常值,通过仿真将灰度预测方法与差分拟合方法进行对比,分析其准确性和可靠性。最后由于光学设备本身没有测距能力,只有角度测量值,单台光学设备没有办法对目标进行空间定位,需要采用数据交会的方式来解算目标位置,这种方式会引入交会误差。先采用遗传算法,在确定的平面空间仿真出最优的几何布站方式,然后采用最小距离法进行建模仿真,分析目标与测站的位置变化,测站之间的距离等影响因素与交会误差之间的关系,总结出光学设备布站时减小交会误差的规律。