机载测绘是将各种测绘传感器、全球定位模块和惯性导航模块集成于光电吊舱中,依托于无人飞行平台实现对地测量的前沿测绘技术,其具备自动化程度高、受天气影响小、绘图快速精确、高效低成本等优点。近年来,随着理论的不断发展,技术研究的不断深入,机载测绘被广泛应用于海岛海岸带测绘、地形地势勘测、水利交通测量等领域。本文主要结合激光雷达测量技术、图像测绘技术、全球定位导航技术和惯性导航技术,设计并实现了一套高精度机载测绘系统。同时为了减小测绘误差,本文提出并实现了传感器外参联合标定方法和传感器时间延迟测定方法。此外,为了优化测绘点云,本文基于激光雷达的三维测量和相机图像的特征点测量,提出了一种融合激光数据和图像数据的测绘性能优化方法并通过实验验证了其有效性。本文的主要工作内容如下:（1）根据机载测绘系统的整体设计,从机械、硬件、软件等方面设计并实现了集成多种传感器的机载测绘仪,实现了测绘仪传感器数据采集、存储、传输等功能。同时设计并实现了一套地面工作站软件系统,实现了远程控制测绘仪、数据接收同步、传感器外参联合标定、测绘点云优化等功能。（2）根据相关坐标系定义推导点云生成模型和渲染模型,并对点云生成渲染效果进行误差来源分析。同时提出并实现了多个传感器外参联合标定方法,对传感器外参进行标定;提出并实现了传感器时间延迟测定方法,对传感器数据进行信号同步。实验证明所提传感器外参联合标定方法和传感器时间延迟测定方法可以有效减小点云生成模型误差和时间同步误差。（3）提出并实现了一种融合激光数据和图像数据的测绘性能优化方法,该方法通过激光测绘点云初始化和图像测绘点云初始化构建初始测绘点云,并通过构建激光测绘观测误差、图像测绘观测误差和激光图像测绘融合观测误差实现对测绘位姿的优化,进而优化测绘结果,提高测绘性能。实验证明该测绘优化方法可以有效减小测绘点云厚度。