靶场通常采用夜间静态拍星的方式检测光电经纬仪的静态测角总误差。受大气折射率变化的影响，俯仰方向测角数据通常采用大气折光差经验公式进行修正。不同地区和时间的大气环境差异使得该经验公式存在较大误差，导致拍星解算得到的俯仰方向测角误差偏大，且影响俯仰方向测角误差因素的进一步分离。为此，提出了一种基于多台光电经纬仪同步拍星数据相关性分析的大气折光差修正方法。基于经纬仪拍星方位角和俯仰角测量残差模型推导得到了大气折光差修正误差模型。根据该误差模型，利用分布在同一区域不同点位的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据，采用最小二乘法拟合得到大气折光差的修正系数并修正俯仰角测量残差数据。实测数据表明：采用该方法对俯仰角测量残差进行大气折光差修正后，光电经纬仪俯仰角测角总误差显著降低，且由垂直轴倾斜误差修正错误引起的方位角和俯仰角残差特性得以显现。文中提出的方法无需使用探空气球等获取大气参数，即可对同一地域分布的多台光电经纬仪拍星俯仰角残差数据进行修正，修正后的数据可用于进一步分离其他误差因素，具有较强的工程应用价值。