水下弹丸速度及着靶位置的测量对研究弹体入水弹道特性和研制水下新型武器具有重要的意义。根据20米水下超空泡靶道建设项目对靶面面积、精度和适应性等的预研需求,选用非接触式光幕靶配合嵌入式微控制器硬件系统的方案研究设计了1000mm×1000mm水下大尺寸光电区截装置实验系统,并提出了着靶坐标计算方法。水下光电区截装置由两个光轴相互垂直的光幕靶和一套控制系统构成,其中水下光幕靶由防水密封耐压靶架、发光模块和信号接收模块组成。通过研究光源与水质情况对区截测试的影响,选取了红光激光作为发光光源并且设计了平行光幕和扇形光幕两种实验系统。信号接收模块选择激光接收管作为光电探测器,并配合信号处理功能电路来消除测量过程中干扰信号带来的不利影响。系统水下光幕靶光源和探测器均为线阵列模块化排列,靶面面积可根据用户所需尺寸进行设计,实现大靶面测量。另外,基于STM32F103ZET6单片机增加设计了微控制系统,为了实现对水下光幕靶输出的弹丸过靶信号进行准确的阈值触发、计时和算术逻辑,进行了硬件主板设计和嵌入式系统应用软件开发,并采取了一定的硬件和软件抗干扰措施。本装置测量弹丸通过两个光幕靶的时间差,与靶距一同用于解算弹丸的速度。弹丸穿过单个光幕靶两个激光光幕交汇区域时,系统记录触发信号的时刻和识别对应信号接收器的位置,根据测量装置坐标测量模型求解弹丸着靶坐标;空间结构上两个光幕靶以固定距离正交放置,一个主解算X方向的坐标位置、一个主解算Y方向的坐标位置,对弹丸着靶坐标位置构成时间和位置双重高精度测量。经过对测控系统静态调试和改进完善后,在实验室水槽中进行了多次水下模拟射击实验,验证了本课题水下大尺寸光电区截实验系统设计思路的可行性,对测量数据进行了讨论分析并说明了各类误差可能产生的原因。