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针对空间目标姿态测量问题,提出基于机器视觉的空间目标姿态自动测量方法,并对其中较为关键的目标靶自动分割及特征点自动排序问题进行研究。首先改进圆形目标靶的设计,通过设置区域面积及矩形度阈值,实现目标靶的自动分割,并提出基于向量夹角的圆心点阵顺序排序法,实现特征点准确快速地自动排序,最终基于张正友标定法,完成相机标定,获取目标靶在相机坐标系下的旋转矩阵,进而计算目标靶的空间姿态变化。实验结果验证:姿态解算的最大相对误差≤3%,整个姿态解算过程自动化程度较高,平均耗时2.026 s,能够满足工程测试需要。