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针对无人飞行器小负载的需求，本文设计一种具有自检校功能的组合相机拼接模型，在实现自检校过程中通过建立带有速度矢量的相对定向求解几何模型解决四相机曝光不同步问题，并建立了组合相机间相对定向过程中短基线小姿态角调整的病态方程迭代求解策略.通过实验，基于四组合相机重叠影像自动匹配的自检校和匀光拼接成的大像幅影像，其拼接误差控制在0.24像元以内，达到了设备轻小型化条件下的精密等效中心投影构像，用以支持高精度空中三角测量，可满足1∶500地形图测绘要求.基于软式稳定平台、具有自检校功能的四组合相机系统克服了无人飞行器负载小、飞行姿态不稳定的特点，提高了无人飞行器低空航测系统的作业精度和作业效率.