日常生产生活中,我们经常需要获取目标二维位置,根据获取的位置信息进行下一步的工作,目标位置测量对我们的生产生活意义重大,目前测量技术的发展也取得了飞跃式的发展。但在一些受限环境下,常用的测量技术难以完成对目标二维定位。基于测量空间小、背景光线黑暗、弱光源、主动被动光源均可测、低成本、测量周期短等前提条件下,要实现对目标二维位置高精度测量,本文就这一研究背景展开分析研究。本文通过分析现有光学测量技术各自特点,选择双目单线阵传感器,结合多缝成像原理,构建数学模型,从双缝成像原理开始分析,根据数学模型中存在的问题,提出模型优化方案,一步步进行数学模型的改进。在数学模型的分析中,发现一种特殊狭缝的构造方式,即相邻狭缝间距之间不成比例,这种方式可以使目标通过多缝落在传感器上形成的图像之间具有正交性,即目标在测量范围内任意两个不同位置所成的图像之间具有正交性,两图像内积结果很小。根据这一特性提出模板匹配的设计方案,以目标在某一位置时传感器上的图像为母板,目标在其他位置时对应的传感器图像可以通过母板的平移、伸缩得到,对母板进行不同程度的平移、伸缩变换构造出目标在其他位置对应的传感器的图像,作为子板,通过实际测量得到的传感器图像与子板循环做内积运算,找到内积最大时的子板,这个子板对应的目标位置就是待测目标的位置。通过MATLAB平台对该方案进行仿真,验证该方案在理论上的可行性。然后,通过实际实验测量,对实验数据进行各方面处理,使其向着理想模型靠拢,分析实际定位结果的误差来源,对比实际环境与数学模型中的参数差异,进一步调整系统算法,分析总结出了一些实际实验中存在的问题与解决方案。