建立了基于光电准直原理的姿态角测量系统,提出一种虚拟扩展成像面技术,应用于测量系统中,对图像传感器成像面进行复用,虚拟扩大系统的测量视场。介绍了系统的主要工作原理,在系统模型下,对可能影响系统测量精度的误差源进行了分析,建立其数学关系,对精度影响因素进行了定量仿真实验。按照仿真结果,对系统设计方案进行了分析验证。结果表明,分析的因素对系统的姿态角测量精度确实存在影响,以分析结果为参考,可以确定减小系统误差和提高测量精度的方法和途径。