我国经济的飞速发展使得海上贸易活动日益频繁,随之而来的海上事故也越来越多。一旦发生重大事故,救助打捞部门需要快速、准确地知晓事故发生的具体位置,便于进行海上救助。因此研究基于红外图像的海面目标定位技术对提升我国的搜寻救助水平具有重要意义。本课题来源于国家科技支撑计划“深远海海面遇险目标机载红外搜寻定位技术”,整个课题的任务是研制一套海面遇险目标机载红外搜寻系统。本课题作为该项目的重要部分,主要负责研究基于红外图像的海面目标定位技术。当红外探测系统拍摄到海面场景图像并通过目标检测算法识别到遇险目标后,根据本文建立的定位算法模型能够解算遇险目标在WGS-84坐标系下的坐标,便于海面救助。论文根据课题的具体要求,在已知目标图像像素坐标的前提下,定义七类坐标系并研究不同坐标系间的转换关系,结合红外探测系统的焦距、像元尺寸等内部参数,俯仰角、方向角等外部参数以及红外搜寻系统的位姿参数建立目标定位模型。定位系统作为红外搜寻系统的一部分,其硬件组成主要包括具有图像采集功能的红外成像系统、具有摄像机二维姿态测量功能的光电吊舱稳定平台和具有红外搜寻系统位置和姿态测量功能的惯性导航设备。本文设计实现海面目标定位的地面实验和飞行实验,地面实验是指将红外搜寻系统固定放置在某处,对海面目标的不同位置进行拍摄。飞行实验是指将红外搜寻系统搭载在飞机上,使飞机在空中以不同的位置和姿态对海面同一目标进行拍摄。通过海面实验得到系统的定位精度并进行误差分析。