根据高精密光学系统的需求，结合目前的研究成果，基于干涉测量法研制了长曲率半径测量系统。分析了影响长曲率半径测量系统测量精度的多种误差因素，根据误差理论和系统组成建立了长曲率半径测量系统误差分配的数学模型和误差分配树。结合系统的整体使用需求，对系统测量精度的目标不确定度进行了分配和合成。结果表明，根据分配结果得到的标准不确定度为2.49 μm，小于系统要求的目标不确定度2.5 μm。以此分配结果作为各子系统结构设计的输入指标，总结并提出了提高曲率半径测量精度的措施，根据误差分配结果设计了符合使用需求的长曲率半径测量系统。

为了实现大口径凸面反射镜检测，研究了大口径标准镜组的设计与研制技术。针对口径Φ为350 mm、焦距为4400 mm的标准球面镜组，完成了标准镜头设计分析、面形和曲率半径误差标定以及系统集成与实验验证。光学设计软件模拟分析结果表明镜头设计波像差达到0.0001λ[峰谷值(PV)，λ=632.8 nm]，该标准镜头参考球面标准镜面形加工精度达到0.088λ(PV，λ=632.8 nm)、0.006λ[均方根(RMS),λ=632.8 nm]，某项目Φ为320 mm、R为4092 mm的碳化硅凸面反射镜最终加工检测结果达到0.102λ(PV，λ=632.8 nm)、0.011λ（RMS，λ=632.8 nm）。结果表明采用该大口径标准球面波透镜组为大口径长曲率半径凸面反射镜提供了一种高精度检测的手段，解决了大口径长曲率半径凸面反射镜检测难题，采用该标准球面镜结合基于数字样板的非零位检测方法也可完成浅度非球面或自由曲面面形实时高精度检测。