扫描补偿系统是3DLIF水体测量系统中实现大尺寸平面激光等光程扫描的关键部分，决定了平面激光光束在流体水槽中的定位精度；系统3 000 mm长的光程和500 mm宽的光源使定位精度难以保证。针对该问题，分析了扫描补偿系统中可能存在的误差因素和各项因素之间的影响关系，建立了相关误差模型并进行仿真分析，对得到的误差数据进行了多项式拟合，拟合结果显示，棱镜制造角差和平面反射镜绕z轴的俯仰为影响位置误差的主要因素；为了减小误差，进一步分析拟合结果，得到了两项因素之间的关系表达式，提出了以仿真结果指导装调来减小误差的方法。最终仿真结果显示，通过该方法使平面激光在水槽中的位置误差可以从0.618 mm减小到0.103 mm。

考虑飞秒激光跟踪仪仪器轴系的几何误差会影响仪器的指向精度并最终影响坐标测量精度, 本文研究了激光光轴与竖轴的几何误差对仪器测量精度的影响。提出了激光光轴与竖轴的同轴度标定方法, 以降低其不重合带来的跟踪测量误差。首先, 基于几何光学原理建立了光轴与竖轴的几何误差模型, 分别分析了光轴与竖轴的倾斜与平移误差对仪器测角精度的影响。 然后, 针对设计的仪器提出了基于旋转成像原理的光轴与竖轴同轴度的检测方法, 并设计了一套同轴度检测装置。最后, 基于该检测装置, 通过调节两组双光楔完成了激光光轴与竖轴的倾斜与平移误差的标定。结果显示, 经标定校准后激光光轴与竖轴的角度误差为3.4″; 平移误差为26.1 μm, 得到的结果为仪器后续建立误差补偿模型奠定了基础。