为测量GNSS天线连接器同轴度误差，构建了连接器分段旋转数学模型，提出了一种水平转台和机器视觉结合的非接触式测量方法，搭建测量装置并进行了测量实验.分析连接器运动方式和同轴度误差测量方法，确定各轴线之间的偏移关系，建立同轴度误差数学模型和测量模型.搭建测量装置，相机安装在水平转台上方，光轴平行于水平转台轴线.旋转水平转台，使用相机捕捉转接螺杆端面圆心位置并拟合轨迹，完成测量装置同轴度误差自标定.将连接器安置在水平转台上，旋转水平转台，测量连接器顶部螺纹杆轴线相对水平转台轴线的偏移.旋转连接器的承载器，测量连接器顶部螺纹杆轴线相对承载器轴线的偏移.最终，综合各轴线的偏移关系得到连接器同轴度误差的最大值.实验结果表明，测量装置对GNSS天线连接器同轴度误差的测量标准差为9 μm，单次测量结果的扩展不确定度U=30 μm（k=2），满足GNSS天线连接器0.1 mm至1 mm量级的同轴度误差的测量需求，使用连接器同轴度误差修正GNSS超短基线测量结果，可以显著提升基线测量精度.