本发明提出一种散斑纹理球形靶标及其位姿估计方法，属于航洋定位技术领域，散斑纹理球形靶标为三维球体，球体表面均匀覆盖黑白相间的随机散斑图案，方法是将散斑纹理球形靶标刚体连接到待测物体上；建立相机小孔成像模型；建立与散斑纹理球形靶标相同纹理的数字球形靶标；通过相机对散斑纹理球形靶标进行成像，确认数字球形靶标的位置，固定数字球形靶标的球心，按一定规则旋转数字球形靶标，将数字球形靶标图像与实际球形靶标图像作对比，求取像素级汉明距离，在经过多次旋转之后，从中求取出最小的汉明距离，最小汉明距离对应的数字球形靶标图像与实际球形靶标图像是一致的，获得了相机和散斑纹理球形靶标的位置关系，从而获得待测物体的位姿。