车载、舰载测控装备的动基座高精度测量是一项富有挑战性的任务，运动状态下的测控设备必须具备连续的自主定位定向的能力。传统的基于导航系统的定位定向测量方式无法满足未来导弹、航天测控体系对动基座测控装备的高精度与低成本要求，因此有必要发展新一代的基于光学测量体系的自主定位定向技术。光学实时水平基准测量技术正是基于光学测量体系的天文导航技术的研究重点之一。本学位论文结合总装备部重点试验技术研究项目——“动态实时光学精密水平测量方法研究”，从光学实时水平基准测量模型与浮体小幅晃运动学分析两个方面出发，对基于光学测量的水平基准测量方法进行了系统的研究。从理论研究、数值计算与试验研究三个方面对基于光学自准直——液浮平面反射镜技术的二维测角模型在小幅晃动条件下的水平基准实时测量精度进行了深入研究。论文的主要研究内容包括：首先，综合阐述了惯性导航系统、天文导航系统、基于GPS的定位定向系统和组合导航系统的基本工作原理、各自存在的优缺点以及目前的发展状况，说明了天文导航系统在自主定位定向技术中的重要性；对天文导航技术未来的研究和发展方向进行分析与展望，阐述高精度自主水平基准测量方法研究的重要性。介绍了粗略基准和星光折射相结合的间接水平基准测量技术的工作原理及具备的优势，并指出该技术应用方面的局限性（大气折射所带来的模型误差对导航精度的影响十分显著，因此暂不适合应用于地面设备），进一步说明了本文对光学实时水平基准测量系统进行设计研究的重要意义。其次，在详细分析光学实时水平基准测量系统的用途、技术指标、工作环境的基础上，提出了二维伺服跟踪转台与自准直——液浮平面反射镜测角平台耦合测量的技术方案，该方案通过耦合伺服跟踪平台和测角平台实时输出的角度信息来构建定义于系统测量点处动基座固连坐标系的水平姿态角度测量模型。简要介绍二维伺服跟踪转台的工作原理之后，分析了二维伺服跟踪转台对惯导系统水平基准输出信息进行跟踪时的角度跟踪误差，得到液浮平面反射镜所处平台的角度晃动范围；为了探讨系统测量过程中可能发生的由于外界晃动激励引起的液浮反射镜单元失稳导致测量系统实时输出数据失真难题，依据浮体初稳性理论分析液浮平面反射镜的稳定性，依据浮体动力学方程的相关理论分别对液浮平面反射镜的垂荡运动方程、横摇运动方程和纵摇运动方程进行建立和求解；依据现有船体垂荡、纵摇、横摇的运动规律求得液浮平面反射镜垂荡运动的解析解与横摇运动、纵摇运动的数值解，为后面的系统总体技术指标论证与分析提供可靠依据。然后，开展船舶系泊条件下的小角度范围准动态水平基准测量试验，采集试验数据，通过对比系统测量数据与惯导采集数据，说明试验所得数据的有效性；对试验结果进行谱分析，验证液浮平面反射镜运动学分析结果的正确性和系统方案的合理性、可行性，并详细分析系统测量精度，为下一步即将开展的系统测量数据实时修正模型的构建奠定基础。最后，对基于光学测量的水平基准测量技术及其在车载、舰载测控设备自主定位定向系统中的应用进行了展望，并对后续的研究内容提出了合理的建议。