导引头是精确制导武器的核心部件，主要用来实现对目标的自动搜索、识别和跟踪。导引头伺服系统作为实现视轴稳定和目标跟踪的具体执行装置，其性能的好坏将直接影响导引头的制导精度。目前国内伺服系统的测试多采用的经典的信号处理与控制理论，但是随着精确制导武器装备的不断发展，传统的测试方法已很难满足测试需求。本文提出了一种基于光电成像测量的伺服系统性能测试方法，研究内容包括基于光电测量的导引头伺服系统测试系统总体方案、基于现场标定的畸变图像校正方法、基于图像处理的伺服系统性能参数求解方法、以及伺服系统性能测试系统软件研制与应用等。讨论了导引头伺服系统的组成与工作原理，分析了影响伺服系统控制精度的评价指标。并在此基础上，针对导引头伺服系统运动范围大、角速度快、角度测量精度要求高的需求，提出了一种基于光电成像测量的伺服系统性能测试方案。针对光电成像测量系统空间分辨率高，视场角大的特点，围绕光电图像产生畸变失真的原因和图像几何畸变模型的构建等问题展开了深入的研究，提出了一种基于控制点校正与双线性插值相结合的畸变图像的校正与重方法，并通过具体的实验验证了该校正算法的有效性。以图像处理的角度，依次研究了自适应门限在激光光斑图像分割中的应用，提出了基于自适应迭代的光斑图像定位算法和基于最小二乘的光斑运动轨迹拟合算法，并完成了基于图像处理的导引头伺服系统性能参数测试。本文构建了光电成像测量硬件平台，并在上述理论与方法的基础上，设计与研制了基于光电成像测量的伺服系统性能测试软件模块。并实现了与伺服转台的联调，完成了待测导引头伺服系统的调试和去耦系数等性能参数的测试。测试结果表明，该系统能满足导引头伺服系统动态测试精度的要求。目前，该基于光电成像测量的伺服系统性能测试已应用于多个型号导引头伺服系统的性能测试，该系统功能全面，包括对被测伺服系统运动轨迹的实时图像获取、图像序列回放、以及性能指标的求解与动态分析等功能，模块化的设计使得系统便于配置为不同的用途。该测试设备的研制成功，为提高导引头伺服系统性能参数的动态测试水平提供了一种新的思路。