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垂线偏差的测量过去一直受天文坐标测量困难的影响而效率低下．为了快速、精确地测得垂线偏差，提出了利用大面阵CCD构成数字天顶摄影仪，对拍摄的恒星影像进行搜索、细分定位处理，计算出测站点的天文坐标的基本原理；再根据GPS测得的大地坐标，解出垂线偏差．并且结合本系统自身的条件，提出了快速在大面阵CCD图象中搜索多个恒星目标的新方法．通过软件模拟，结果表明了该方案的可行性．