本发明提出一种面向定标面阵相机影像的位姿高精度直接估计方法，属于计算机视觉及摄影测量技术领域，本发明选择凸包点中三角形面积最大的三个像点对应的物方点作为基点组，获得影像深度和平移向量，再将影像位姿估计转化为由向量求旋转矩阵问题，采用Procrustes方法完成旋转矩阵的高精度估计；本发明在方法复杂程度(直接估计)和解算精度上相比当前主流方法有很大的改进，当前正值我国在航空航天、地理空间信息技术取得快速发展的新阶段，将本发明方法应用到航空(含低空)遥感测绘或航天遥感器空间定位测姿领域都有很好的发展前景，将有力提升本领域姿态估计技术的核心竞争力，理论价值大且经济效益可观。