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随着雷达天线、通讯天线靶面的减小，靶面与载机机械安装定位面相对姿态精度要求提高，短基线微小角度测量难度越来越大，为此研究一种基于全站仪的非接触光学检测方法，解决短基线高精度姿态测量问题。给出了基于自准直靶面姿态测量的原理、操作方法、数据处理方法及精度检测。该方法已成功应用在某型飞机小靶面高精度姿态测量中，取得了很好的效果，可推广应用在其它小靶面姿态测量任务中。