伴随着人类探索太空脚步的不断深入,空间操控技术越来越受到重视。视觉测量是近距离空间操控任务中的关键技术,而双目立体视觉是实现空间非合作目标相对位姿测量的重要手段。空间非合作目标相对位姿估计问题是空间在轨操控任务中的一个核心问题。因此,本文重点研究双目视觉位姿测量技术在空间非合作目标视觉测量中的应用。主要针对空间非合作目标的太阳帆板三角支架,利用双目视觉测量技术实现对非合作目标的相对位姿测量。通过地面仿真实验系统对算法适用性和精确性进行了试验验证。针对非合作目标特殊部位-太阳帆板三角支架的双目视觉相对位姿测量算法主要包含目标图像采集、目标图像去噪、目标特征点特征直线提取、特征点/特征直线三维重建、目标特征匹配以及相对位姿解算等方面。应用中值滤波、高斯滤波、区域生长等不同的噪声去除算法对图像进行了预处理,结果表明区域生长算法效果最好。本文基于边缘追踪算法,提取出目标边缘点数据信息,利用最小二乘算法拟合出高精度的边缘直线方程。在此基础上,通过联立直线方程有针对性的提取出亚像素级的特征点像素坐标。为提高算法鲁棒性和输出精度,本文研究了基于多特征点的正交迭代位姿解算算法和基于直线特征正交迭代位姿解算算法。最后构建了地面实验仿真系统,系统包括空间环境模拟系统和视觉测量系统,并使用Matlab和C++软件编程设计测量软件,实现本文设计的双目视觉测量系统算法。通过气浮台模拟航天器在空间中的运动,进行了航天器相对摄像机在不同距离下的位姿测量实验。实验结果证明了所设计方法的有效性。