一种空间自由飞行模拟器视觉精密定位方法，属于视觉测量技术领域，为了解决现有技术存在定位精度低，对硬件设备要求较高，且计算量较大，影响运算速度的问题，空间自由飞行模拟器设置工作平台上，摄像机固定于工作平台的正上方，摄像机与上位机相连接；设计合作靶标，并将合作靶标置于空间自由飞行模拟器的合适位置；由上位机控制摄像机拍摄获取安装合作靶标的空间自由飞行模拟器图像，通过数字图像处理技术对合作靶标进行圆形目标的圆心提取，获得圆心在图像坐标系中的坐标；获得的圆心在图像坐标系中的坐标，根据已知的合作靶标相对于空间自由飞行模拟器的安装位置，结合各坐标系之间的对应关系，确定空间自由飞行模拟器的实际位姿。