为实现特大齿轮激光跟踪测量精度的提升，采用激光跟踪仪与柔性关节坐标测量臂相结合的测量方式，建立了基于激光跟踪多边测量方法的特大齿轮组合式测量网络。采用柔性关节坐标测量臂蛙跳技术确定激光跟踪仪全局坐标系与柔性关节坐标测量臂坐标系之间的坐标转换关系，实现不同站位下测量臂测量数据的空间配准。引入激光跟踪仪多边测量方法，摒弃其角度测量模块，建立激光跟踪多边测量位置参数标定模型，通过测量冗余数据并对其进行L-M优化迭代，以提高激光跟踪仪的全局控制精度。对建立的组合式测量网络进行仿真实验，分析对比测量数据，组合式测量网络的测量误差平均值为0.007 mm，误差标准差为0.004 mm，相同条件下，使用激光跟踪仪直接测量方法的测量误差平均值为0.044 mm。仿真实验分析表明，该方法显著提升了测量精度，满足了特大齿轮现场齿形测量的要求，具有较好的理论与工程应用价值。

研究了一种基于法布里-珀罗标准具多光束干涉成像的微小角度测量方法。通过计算同心干涉圆环圆心位置变化量（圆心位移量）和成像物镜焦距，实现反射镜微小偏转角度的测量。采用相对测量原理，构建了基于圆心位移量不确定度分量和成像物镜焦距不确定度分量的微小角度测量不确定度评定模型。选取2 mm间隔的F-P标准具进行微小角度的测量实验研究，并进行了数据处理。实验结果表明，在600″微小角度测量范围内，测量不确定度不大于0.132″；在40″微小角度测量范围内，测量不确定度不大于0.045″。该方法可为具有自校准特性的、更高准确度的微小角度测量的实现提供参考。

针对零差正交干涉测量应用于超低频超大振幅标准振动台性能测试时非正交相移误差补偿困难、所需采样率极高的问题，提出了一种欠采样零差正交激光干涉测振方法。在设计消偏振分光测量光路的基础上，提出波片偏航调整方法，进行非正交相移误差的硬件实时补偿；提出基于运动状态预估的卡尔曼正交信号解调算法，对深度欠采样的干涉条纹进行相位信号解调，以大幅降低所需的采样率及产生的数据量。实验和仿真结果表明，文中方法可大幅降低零差正交干涉的非正交相移误差及其对波片角度偏差的灵敏度，且在测量超低频振动时，卡尔曼正交信号解调算法所需的采样率和每通道数据采集点数降低至奈奎斯特采样定理的0.056%。文中提出的欠采样零差正交激光干涉测振方法较好地满足超低频超大振幅标准振动测试的需求。

为了准确地测量轴锥透镜锥角值，根据无衍射光同心圆环间距不随距离改变的特点和莫尔条纹放大的特性，提出了一种基于无衍射光莫尔条纹的轴锥透镜锥角的测量方法。当无衍射光束经分束器分光合束后形成莫尔条纹，平移其中一束光在图像传感器上的位置，实现莫尔条纹数量的变化，通过记录不同莫尔条纹下的中心距离计算出轴锥透镜锥角。实验以锥角为0.5°的轴锥透镜作为被测对象，与CMM测量结果进行比较，该文提出的方法相对测量误差近似为0.54%，重复性为0.86″，验证了该文方法测量轴锥透镜锥角的可行性。