全局表面摩阻高精度测量对航空飞行器的减阻设计和隔热材料选取至关重要,而荧光油流技术能够很好描述全局摩阻分布情况,因其具有非接触直接测量、无需特定几何外形模具、抗干扰能力更强等优势而被广泛应用。本课题基于全局摩阻测量背景,依托荧光油膜受特定波长紫外光激发产生的显色反应,对表征摩阻分布的荧光油膜厚度展开研究。本文主要对小样本数据情况下传统建模法对外预测能力分析、基于小样本数据的Hankel阵预测模型建立及其改进、微小振动条件下油膜灰度值稳定性分析、荧光油膜标定方法改良及测量厚度定量显示等内容展开研究。主要的研究内容及成果如下:（1）针对摩阻测量中荧光油膜标定数据较少且常需用到量程以外数据的情况,常见的建模拟合方法会因建模数据量太少而难以描述数据的发展趋势,甚至在较远处的预测出现错误数据。考虑上述原因以及荧光油膜灰度与厚度标定过程繁琐、耗时耗力等问题,本文利用Hankel矩阵形式的脉冲响应法进行了优化改良,该方法能通过小样本数据进行建模,以实现对量程以外数据的预测并保持较高精度,并在原有预测模型基础上改进得到修正模型和高阶迭代修正模型,提高了模型预测数据的精度。实验结果表明,由传统Hankel阵建立的预测模型预测精度为76.69%,而Hankel阵误差修正模型和Hankel阵高阶迭代误差修正模型的预测精度分别为85.69%和89.25%,较传统Hankel阵预测模型精度提高了9%和12.56%,为荧光油膜灰度与厚度建模问题提供了一种可行技术路线,具有一定的工程实际应用价值;（2）在高速风洞实验中试验模型由于受风力影响会不可避免地产生微小振动,这将会改变模型表面油膜与紫外激发光源间的位姿关系从而间接影响油膜灰度值的成像。针对此问题,本文通过振动变换机理,将该微小振动情形近似变换为紫外激发光源与油膜量测点间的空间矢量变化,依托这一关键因素进行理论推导建立相关的数学评判模型,判断振动条件下荧光油膜灰度值的稳定性并解算出灰度值稳定的振动约束范围,最后通过了模拟振动试验验证了方法的可行性,为实际工程应用提供了理论基础。（3）提出了一种新的荧光油膜灰度与厚度数据标定法,较好的避免了传统标定方法存在的镜面反射缺陷,并利用Hankel阵高阶迭代误差修正法解决了新标定方法因材料有限而造成标定数据量程较小的问题。经模拟试验验证,本文所提出的方法能够实时测量荧光油膜厚度并得出清晰的荧光油膜厚度分布图,具有一定实际工程意义。