精密光测通过拍摄目标图像进行测量,并且通常是在大气环境下进行的。大气的各种运动会产生湍流,大气湍流往往制约着摄像测量的精度上限。测量会受大气湍流影响的现象发现得较早,但是在摄像测量领域中关于它的系统性的研究还比较少。本文首先总结了在其它研究领域里,关于大气湍流与光传播之间相互作用的研究成果,以及湍流干扰的修正办法;然后介绍了湍流的一些基本物理特性,以及大气湍流与光相互作用的气动光学效应;本文开展了相应的验证实验,用于研究几种常见因素对干扰程度的影响;在消除干扰的具体方法上,本文提出了Kalman滤波消扰法和基于多标志点和多相机的成像约束消扰法;最后总结了论文的主要工作,并对后续研究提出了几点建议。通过开展对干扰规律的验证实验,我们发现湍流强度越强、测量距离越远、集中干扰距离相机越近,则湍流产生的干扰作用越明显;相机的镜头会对干扰程度产生影响,但这是多个因素的耦合作用。根据湍流的固有频谱特性,及其所造成干扰的部分分量的无偏特性,本文提出了使用Kalman滤波进行消扰的办法。受力学一般方法的启示,并结合中心透视投影模型,我们建立了二阶的像点伪动力学方程。为了增强模型的普适性,进一步将其改进得到了三阶的滤波模型方程。通过对运动标志的像点坐标作滤波处理,我们发现该模型能够准确跟随标志像点的运动;通过对比滤波前后像点的坐标以及位姿解算结果,我们发现Kalman滤波消扰法可以明显地消除较高频率部分的湍流干扰,但是对于较低频率的部分则几乎没有作用。利用计算流体力学的方法,我们模拟了剪切湍流的形成和运动。基于此数据,本文分析了湍流涡旋附近光线的偏折,以及入射光线的偏折随流场运动而产生的变化。我们用这种方法验证了成像约束消扰的可行性。为了利用成像约束关系进行消扰,本文相应地建立了单相机-多标志点,以及多相机-多标志点的成像约束方程,并给出了对应的求解方法。验证实验使用了两个相机进行同步测量,实验结果表明,双目相机约束消扰的效果明显好于单目相机。本文分析了产生这种现象的原因是:“长漂”效应使得单个相机视场内的光线发生整体漂移。