在现代航天活动中,光学测量设备承担着轨迹测量和实况图像获取的任务,其拥有高精度数据和可视化图像的优点,以及受天气情况影响较大的缺点。为获取高精度数据,光学测量设备任务前的设备调平工作不可或缺。当前,某型号光电经纬仪的调平方式为手动调平,不仅耗时长,也无法实时获取设备水平度,已经不能适应指挥自动化和远程控制的发展要求。为了提高光学测量设备的调平速度和精度,本论文对经纬仪的自动调平方法进行了研究,并设计实现了一套自动调平系统。首先,对光电经纬仪的调平原理进行了研究,建立了调平模型;然后,在分析倾角传感器校正方法的基础上,设计了自动调平方案,分析了软硬件需求,并完成了硬件和自动调平控制软件的设计,实现了自动调平功能;最后,搭建了一套自动调平系统,验证了系统性能。主要研究内容包括以下四个方面:（1）自动调平系统设计与建模。对光电经纬仪调平原理进行了研究,介绍了手动调平原理,建立了调平模型,研究自动调平策略,并围绕所研究光电经纬仪自动调平需求,完成了自动调平方案设计。（2）自动调平系统硬件设计。根据总体设计方案的需求,完成倾角检测单元和调平执行部分器件的需求分析,根据需求进行了器件选型,对传动及固定单元等部件进行了设计制作,使光电经纬仪自动调平系统具备了硬件基础。（3）自动调平系统软件设计。根据总体设计方案的需求,进行了控制软件需求分析,完成了对倾角采集算法、倾角数据预处理算法、倾角传感器校正算法、自动调平控制算法、电机控制算法等的设计,在此基础上完成了自动调平控制软件开发,并介绍了界面及操作使用说明。（4）自动调平系统安装与测试。在实验室环境下进行自动调平系统功能验证,确认了各主要功能均工作正常后,在光电经纬仪上进行了自动调平系统的搭建,并按照测试大纲对自动调平系统进行了全面检测。测试结果表明,自动调平系统能够实现快速、精确调平,调平精度为1.8″,单次调平时间为0.85分钟,达到了设计目标。该系统使用倾角传感器实时采集设备倾角信息,通过模拟数字转换器,将输出的信号转换后,以无线传输方式发送至控制电脑,实时将倾角数据显示在软件界面。调平控制软件对其进行预处理,根据调平算法计算出执行机构调整量并发送驱动信号。收到信号后,驱动器控制步进电机转动,通过齿轮带动调平丝杆转动,完成对经纬仪水平度的调整。