服务于现代天文望远镜的导行系统通常会受到大气和风载等干扰而引起导行信标重心位置计算不准确。为了有效解决这种问题，本文提出将具备亚像元和实时性的灰度投影算法嵌套到导行系统的重心算法中，从而在几乎不失时间分辨率的前提下减小一个导行闭环周期内的重心误差，达到提高导行系统性能的目的。首先，分析了高实时小偏差的导行信标重心计算是实现高性能导行系统的重要前提，并指出灰度投影算法在其中所起的重要作用。其次，分析了灰度投影算法能够与重心算法结合提高导行系统性能的原因，并针对传统灰度投影算法进行速度和分辨率的改进，以实现使用亚像元实时灰度投影算法与重心算法结合提高导行系统性能的目的。最后，将所提出的结合亚像元实时灰度投影算法的导行系统在400 mm 口径望远镜上进行了测试，测试结果表明，本文所提出的方法能够在几乎不失时间分辨率的前提下较好地抑制风载的干扰，从而达到了提高导行系统性能的目的。