本文对地面目标低空跟踪伺服云台控制系统进行了研究。文章首先分析了系统涉及的坐标系和坐标系间的转换方法，推导出了跟踪误差角和机体对云台方位和俯仰的附加角速度。然后，采用复合控制和共轴控制策略，用机体扰动前馈的方法稳定摄像头；设计了跟踪控制的位置校正，对视觉跟踪检测器采取了补偿措施，实现了其数字控制；用合成的目标位置进行仅α-β-γ滤波预测，达到了共轴控制和目标速度前馈控制的目的。硬件方面，针对机载应用的特点，描述了地面目标低空跟踪系统的硬件框架，选择了合适的外围设备、元器件和传感器，设计了跟踪控制电路，制作了控制电路板。软件方面，针对系统要求，探讨了控制软件设计的基本思想，对软件各部分进行了设计，阐述了传感器信号的检测与处理方法，编写了相应的程序代码。最后，采用动态误差系数法评价分析了控制系统的跟踪精度，提出以等效正弦目标作为输入、利用MATLAB/Simulink进行仿真实验，演示了复合控制和共轴控制策略的跟踪效果，然后阐述了实际的跟踪实验方案，仿真和实际飞行实验结果表明系统具有令人满意的跟踪性能。