高精度动态小角度测量技术在国防科研领域有着迫切的应用需求.该文以惯导平台伺服刚度测试为背景,设计了一种新型高精度动态小角度测试系统.该测试系统采用非接触式光电测量原理,能够实现对微小角度动态变化过程的高速记录和测量.测试系统主光学系统采用平行光原理,测试结果不受测试系统到被测物体反光面距离的影响.测试系统用高速CCD进行数据采集,保证了测试系统的动态响应频率.测试系统软件采用亚像素细分算法,把对CCD检测到的目标像的定位精度提高到亚像素量级,保证了测试系统的角度分辨力和测量精度.同时,测试系统实现了对角度变化动态过程的自动化测量.该文主要研究内容是测试系统的软硬件总体设计方案和光学系统、机械系统、数据采集系统以及测试系统软件的设计与实现.对光学系统的光源问题、分划板问题、噪声问题等关键问题进行了研究,并给出相应的解决方法.设计了适合系统需要的亚像素细分算法,对亚像素细分算法的精度问题进行了研究,给出了相应的结论.同时,提出了测试系统的静态、动态和线性度标定方法,并进行了标定和测试试验.试验结果表明,测试系统静态测量精度可以达到0.3″,测试系统测量频率可达1KHz,全程范围10′内线性度良好.测试系统已经在航天部某所投入使用,受到用户好评.