本发明公开了一种对移动目标定位跟踪的复合光学测量系统，包括：若干复合光学测量单元；所述复合光学测量单元包括相机单元、激光雷达单元；所述相机单元用于获取图像信息，包括若干镜头模组以及图像处理器；所述激光雷达单元用于获取激光点云，包括激光雷达；数据处理单元，用于根据所述图像信息和所述激光雷达点云得到移动目标的定位跟踪结果，包括信息处理模块、存储模块、接口扩展模块；电源模块，用于给复合光学测量单元及数据处理单元供电。该系统能够实现对船舶上运动目标的连续监测跟踪，保障了作业人员安全，保证了船舶作业计划的准确性和实时性。