在航空航天、空气动力学等领域中,摩擦阻力的测量一直是研究的重点。在摩擦阻力作用下,流体运动能够表征边界层的状态变化。摩擦阻力不仅是描述湍流边界层的一个重要物理量,同时摩擦阻力对于航空飞行器的外壳设计方式也有相当重要的参考价值。本文首先对近年来的摩擦阻力测量方法展开了调查。对比众多方法选择了荧光油膜全局测量技术,以这项技术为基础开展了荧光油膜全局测厚及摩阻测量误差分析研究。首先着手于荧光油膜全局测量技术的理论知识,推导了荧光油膜测量技术的全局测量模型,重点分析了荧光油膜厚度、运动速度和摩擦阻力之间的关系及实验过程中的误差。随后研究了与GPU相关的理论知识,结合硬件结构利用光流算法计算出荧光油膜运动速度,描绘出荧光油膜运动路径流线图。最大化利用了线程以及避免了bank冲突。针对荧光油膜采集图像数据量庞大、解算效率不高的问题,基于共享内存提出了光流并行加速实时解算方法。设计了图像分块处理模型,达到快速的内存访问效果,创建了光流法对应的临界约束条件,提高光流算法的解算效率。完成了仿真实验验证以及风洞中两种实验机翼模型和飞机模型的实验验证,实验结果表明该方法较之于传统的方法速率提升了10.09倍,解算速率可以达到90帧/秒。研究了荧光油膜强度与荧光油膜厚度之间的关系,对比了传统数据插值方法和神经网络方法的优劣性,设计了一套完整的荧光油膜厚度测量方案,实验方案经过风洞实验验证,具有一定的可行性。最后在GPU的硬件基础支持下,设计并且搭建了荧光油膜全局测量技术的软件系统,该系统实现了批量的实验数据处理和观察实验过程中荧光油膜的流动状态的功能,为研究人员节省了大量的数据整合时间。完成了风洞实验,验证了软件的可行性与有效性。分析了荧光油膜全局测量技术在风洞实验过程中因为实验模型振动以及紫外光源距离变化等因素对实验产生的误差。