常规尺寸的不确定度评价方法不适用于大尺寸测量,尤其是特定拟合任务中的不确定度评价。针对大尺寸测量的特殊性,研究了基于蒙特卡罗法的不确定度评价方法。通过随机仿真各项测量误差源,得到测量结果的仿真样本,并用计算机可视化直观表示该样本,形成离散不确定度点云,从而评价大尺寸特定测量对象的不确定度。以激光跟踪仪测量大型圆形截面工件为例,给出测点对称、均匀分布和半径约束等优化测量思想,减小测量不确定度。最后,将该方法应用于激光跟踪仪测量隧道构件的实例中,结果表明,常规圆心拟合不确定度为2.552 5 mm,加入半径约束优化测量方案后,不确定度减小至0.032 6 mm。仿真和实际实验表明,蒙特卡罗评价和离散点云表示法可准确、直观地评价特定大尺寸测量对象的不确定度,制定的最优测量方案可提高测量精度。