现代化的军事作战中,炮弹的射击精度会不同程度地影响作战性能。由于炮弹发射的后坐力作用,炮弹的初速度方向偏离火炮身管轴线方向产生跳角。传统的火炮跳角测量方法会出现精度低、误差大等问题,且并未实际解决不同仰角射击下的跳角测量问题。本文主要研究火炮仰射跳角光学标定方法,主要工作有以下内容:针对传统的火炮跳角测量方法不能解决大角度仰射状态下的跳角测量问题,并且存在误差大、误测和漏测等不足,本文提出一种火炮仰射跳角光学标定方法,主要利用装有灯组的无人机作为空中虚拟靶标,为火炮标定装置提供标定基准。在实际实验过程中,可分为数字化成像火炮瞄准镜放置于火炮炮尾的实验方案和数字化成像火炮瞄准镜放置于火炮炮口的实验方案。在火炮仰射跳角测量系统的火炮瞄准镜炮尾放置实验方案中,针对采集到的火炮炮口图像边缘不清晰、中心定位不精准的问题,提出一种改进几何特性的炮口中心定位算法,利用提出的决策树检测特殊的直角三角形,再使用动态矩阵和投票系统可以精准定位炮口中心。该算法比传统的霍夫圆检测算法耗时少,实用性强。在火炮仰射跳角测量系统的火炮瞄准镜炮口放置实验方案中,针对空中虚拟靶面的无人机目标光源弱小、难以精准定位光源中心的问题,提出了一种基于改进区域生长的光源中心检测算法,利用模糊C均值聚类质心作为区域生长分割的种子点,根据特定的生长准则分割光源目标。实验结果表明,该算法可以实现光源中心精准提取。针对能见度低的特殊天气例如雾霾天气下,图像中光源运动目标存在清晰度低、轮廓模糊的问题,提出了一种基于去雾增强的目标检测算法。首先在雾天退化模型基础上,使用边窗均值滤波算法改进初始透射率。然后通过平均修补块方法求出大气光值,复原出原始图像。最后通过奇异值分解的方法,判断光源目标和天空背景的相近程度,动态改变高斯混合模型的判别阈值。该算法耗时较少,平均检测精度可达90%,能够准确、高效地检测出光源运动目标。本论文还分析了不同仰射角的跳角数据,以及两种实验方案对跳角计算的误差影响。相比较于传统的测量方法,本文提出的火炮仰射跳角光学标定方法研究更加有效和精确,不但提高了测量火炮仰射跳角的准确性,而且更利于军事化的现代战场作战。