针对头盔瞄准具单目视觉定位系统中，由于面阵CCD相机帧频的限制而导致对其定位速度慢的问题，提出了一种基于自适应Unscented Kalman滤波的头盔运动姿态固定超前预测方法。首先，分析了飞行员头部的运动特点，利用匀变速运动来描述头盔的实际运动，并建立了头盔姿态固定超前预测的状态空间模型；然后，基于自适应 Unscented Kalman滤波理论分别对头盔在相机连续2次采样中间的非采样时刻和采样时刻的姿态进行固定超前预测，并利用采样时刻头盔姿态的测量值对其固定超前预测值进行实时的修正，以在间接提高头盔定位速度的同时，保证其定位精度；最后，搭建了单目视觉姿态测量与预测实验系统，对该方法的有效性和准确性进行了验证。实验结果表明，该方法能够对头盔瞄准具在相机连续2次采样中间的非采样时刻的运动姿态进行有效而准确的固定超前预测，在保证了对头盔定位精度的前提下，可以有效地将其定位速度提高1倍。