随着航天事业的发展，质量特性参数已经成为飞行器设计所要考虑的重要参数，直接决定了飞行参数、稳定性能和控制精度等方面的要求。通过理论计算和模型试验来获取飞行器的准确质量特性参数，已经成为航天科技领域的重要研究方向。摄影测量技术的传统应用领域是在遥感、地形勘测，在技术方法和任务需求都在变化的前提下，近年来摄影测量技术在建筑、工业和生物医学等领域的应用发展也取得了显著的进步。摄影测量技术具有“只要可以摄影的事物都可以量测”这一特点，因此也就决定了摄影测量在应用方面非常广泛以及研究成果多种多样。通过摄影测量的手段来完成飞行器质心测量，是航天科技领域全新的研究课题，具有很好的应用前景。针对基于摄影测量技术进行质心测量系统的设计问题，本文重点对近景摄影质心测量系统的建模、被测目标的数学建模及质心求解算法分析、近景摄影质心测量系统试验等进行了研究。主要包括以下几个方面：论文完成了近景摄影质心测量系统的建模；确定了摄影测量系统的透视变换模型；解决了摄影测量系统的相机标定问题；完成了测量传感器和标记特征点的设计；确定了标记特征点的中心定位方法。论文完成了被测目标的数学建模及质心求解算法分析；根据任务要求有针对性地建立了目标模型；确定了目标的位姿解算模型并且完成了相关算法的分析；采用最小二乘的算法，对模型的铅垂线进行拟合；得到了模型的质心求解算法。论文完成了近景摄影质心测量系统的试验验证与数据处理；根据实际任务的需求，将试验目标细分为对称外形模型和非对称外形模型；运用多点称重法和计算机图像法完成了质心测量对比试验，试验结果作为参考值进行对比分析；完成了近景摄影质心测量试验，对试验数据进行处理，近景摄影质心测量系统的实效性得到了论证。