测头对准误差对齿轮测量中心ZC蜗杆齿廓偏差测量结果的影响较大，需要建立测头对准误差修正方法。基于ZC1蜗杆齿面方程，建立了蜗杆轴向齿廓测量误差模型，修正得到轴截面上齿廓测量点的轴向坐标，再依据精度标准评定得到蜗杆齿廓偏差，并分析了蜗杆的不同头数、模数和分度圆直径对蜗杆轴向齿廓测量误差的影响规律。在齿轮测量中心上开展了蜗杆轴截面齿廓测量实验，测头对准误差对齿廓形状偏差的影响较小；测头对准误差修正前后齿廓测量总偏差的最大差异由1.2 μm降为0.2 μm；齿廓形状测量偏差的最大差异由0.5 μm降为0.3 μm；齿廓倾斜测量偏差的最大差异由2.5 μm降为0.4 μm。该方法可有效减小齿轮测量中心测头对准误差对蜗杆轴截面齿廓偏差测量的影响。

为了对红宝石球直径进行非接触式、高精度测量，本文提出了一种复合式二次边缘检测法。首先，对拍摄到的红宝石球图像进行预处理后使用自适应阈值的Canny边缘检测算法对红宝石球图像进行一次边缘检测；其次，采用基于像素加权平均的图像融合算法对红宝石球二值化图像与边缘检测图像进行融合，对融合后的图像进行边缘提取，选择三次样条插值法对边缘图像进行插值，通过曲线拟合获得图像边缘的亚像素坐标，根据坐标进行圆拟合，结合标定得到检测结果，完成复合式二次边缘检测，从而实现对红宝石球直径的高精度测量。实验结果表明：对6 mm的红宝石球直径测量，测量精度可达1.5μm，定位精度不超过0.1个像素，满足企业测量要求，为后续实现工业自动化检测提供了较好的技术支持。

鉴于通过测量高精度的位移数据可以获得高精度的微重力加速度数据，进而服务于多种空间科学载荷的研究任务，提出了一种基于三组正交对称角锥棱镜的双频光路，利用外差干涉测量技术实现空间惯性质量块的六自由度位移和角度测量的方法。通过光路矢量分析建立了实际角锥棱镜的光路模型，考虑质量块在运动过程中带来的附加光程差，推导了各测量光路的光程变化与质量块六自由度位姿的函数关系。为了克服小角度近似法精度不高的缺陷，提出了利用数值计算法解耦姿态角进而获得相对位移的位姿解算算法。利用空间在轨位姿数据和随机位姿数据进行系统仿真。仿真结果表明：数值计算的位移误差小于0.02 fm，且该方法的计算误差不会随着飞行器振动的增大而变大，算法具有更高的精度和更好的适应性。最后，分析了系统的误差来源，在保证角度安装误差小于5 mrad、距离安装误差小于10 μm且平行度小于2 mrad时，系统的姿态角测量误差小于0.017°，位移测量误差小于10 nm。本文提出的六自由度测量及解算方法也可以服务于其他精密加工与检测领域。