针对靶场测试中弹丸过靶速度与位置的测量问题,首先系统的介绍了利用双CCD交汇光靶测量高速飞行物体的速度与空间位置的机理,推导出了指定坐标系中弹丸速度与空间坐标的计算公式。由此关系式我们知道速度与坐标参数只取决于系统自身的布局参数和目标在CCD上成像的中心像元。研究了整个测量系统的布站方式,因为不同的系统布局参数将会直接影响系统的精度。为了解决双CCD同时对目标成像的问题,研究了CCD的同步时序控制问题。结合实际靶场测试需要设计了一套模拟实验系统,用两组4个CCD相机组成测量系统,第一组相机用来测量目标的坐标,两组相机结合来测量目标速度。系统设计主要涉及CCD传感器的选择,有效靶面的计算,目标直径与所成像像宽的关系,线阵CCD扫描行数与目标速度、长度的关系等。探讨了CCD像元线与CCD光轴线不共轴问题给系统测量精度带来的影响。系统的布局参数是给定的,弹丸速度与坐标参数的计算最终都归结为获取弹丸在CCD上成像的中心像元。用VC++和OpenCV设计了测量系统的人机交互界面和图像处理算法。由于线阵相机与目标的相对运动,把线阵相机获得的数据当做二维图像信号来处理,提出了空间运动物体的目标检测算法包括减除背景、图像噪声剔除、图像分割、干扰目标去除、目标中心像元提取等。用natlab仿真了全靶面坐标测量的理论误差,通过对获取的实验数据处理、分析得到了系统的实验误差,从整个系统的各个方面研究了系统误差的可能来源,系统的测量精度可以满足工程需要。论文最后介绍了弹丸攻角的测量原理,结合可测的弹丸速度与坐标参数,最终可以标定弹丸的运动参数并实现了弹丸三维弹道轨迹的绘制。