在卫星的装配过程中,传统的安装手段已经不能满足工作效率以及安装精度的要求。机械臂定位精准、工作快捷,是卫星等航天器材装配的必然选择。机械臂末端的定位是其应用的关键,也是近年来研究的重点。定位过程涉及传感器、计算机、信号处理等多个领域。本文以机械臂末端定位过程中的噪声为研究重点,从非线性滤波算法和移动机械臂末端的运动模型进行了研究。主要研究内容如下:首先,对机械臂的发展及应用进行了简单总结,针对机械臂末端定位的影响因素进行了详细分析,重点研究了噪声对定位精度的影响。根据UR3机械臂的参数,利用D-H法则建立机械臂模型,并对机械臂的正、逆运动学进行了分析。对视觉观测系统、坐标系的转换以及图像的处理、摄像机的标定过程进行了分析,并通过初步实验对摄像机参数进行了标定,通过仿真实验验证了视觉定位的精度。其次,针对机械臂末端非线性程度较高的问题,对蒙特卡洛方法进行了研究。在对比分析了粒子滤波和卡尔曼滤波的基础上,利用粒子群算法对粒子滤波进行改进,改善了粒子先验分布与似然函数的重合度较低的问题。仿真结果表明改进后算法较原算法有更好的定位精度。然后,针对不同运动模型的应用场合,分析了上述两种滤波器下交互多模型算法的滤波效果。采用自适应抗差算法的状态不符值对交互多模型算法的更新过程进行改进,改善了野值点造成的低精度问题。仿真实验结果证明了改进算法具有更好的性能。最后,采用摄像机、客户端、控制柜、UR3机械臂组成的实验平台进行了整体实验验证。通过对实验结果的分析,证明了本文提出的定位方式性能优异,能为自行设计的机械臂提供一种可行的机械臂末端定位方式。