本文根据航空影像三维目标定位的工程实际需要,以计算机视觉原理和数字摄影测量学为基础,对影像的三维定位的相关方法进行了研究,并对定位精度进行了讨论。首先,通过数字摄影测量学中的双目立体视觉成像原理,讨论了立体成像过程中摄像机之间的相对定向关系,建立了基本的数学模型。其次,根据实际工程中的应用,在无地面控制,有姿态测量和激光测距装置条件下,飞行平台作直线单航带飞行的GPS辅助来获取地面控制点,进行三维对地定位的理论和算法进行研究。这种航空立体定位方法与以往的航空摄影测量不同,完全不需要地面控制点。使得在军事侦察、恶劣环境区域等原有航测方法无法使用的场合可以实现直接三维对地定位,极大扩展了航测的应用范围。根据航片的视频和数字图像目标特征的全自动高精度,提取同名像点的立体匹配算法。在立体影像匹配中,由于采用摄像机拍摄序列图像,目标在相邻图像上的图像点位移量很小,可以采用相关法和最小二乘匹配相结合的方法进行图像匹配,既能够大大降低立体匹配的复杂性,减少误配率;又可以得到亚像素级的匹配精度,使匹配的精度达到要求。通过匹配,找出各相关同名点,确定左右影像之间的相关性,利用Virtuouz软件进行立体化成像,生成了三维立体图像。证明了所提出的立体定位方法在理论上具有可行性,在工程上具有实用性。最后,结合实际工程,进行实验仿真计算,并进行精度分析,提出了提高精度的方法。