为实时检测二维线性模组的运动误差，搭建了误差实时测量系统。该系统由四自由度运动误差测量模块、滚动角误差测量模块和线性光栅尺组成，实现单轴六自由度运动误差测量。基于齐次坐标转换矩阵（Homogeneous Transformation Matrix，HTM）原理构建二维模组的空间误差模型，对功能点的实际空间位置进行表示；完成测量系统标定实验，并基于阿贝-布莱恩原则处理实验数据完成比对实验。最终，测量系统的定位误差、直线度误差和角度误差测量精度分别达到±1.2 μm，±1.3 μm和±1''，并根据空间误差模型分析二维线性模组XZ平面对角线位置的测量误差。结果表明，使用二维线性模组空间误差模型求解后，XZ平面对角线位置的测量误差由68 μm降至13 μm，证明采用该系统进行线性模组误差测量是有效的；此外，因为加载状态下二维线性模组各位置的运动误差会改变，为验证测量系统能够实时测量出线性模组的空间误差变化，在Z轴滑块上加装质量为2 kg的标准砝码进行对照实验。结果显示，在使用二维线性模组空间误差模型求解后，XZ平面对角线位置的测量误差由56 μm降至14 μm。

非球面广泛应用于光学系统中。表征非球面的基本参数包括顶点曲率半径、圆锥系数以及高阶非球面系数，它们贯穿了非球面的设计、制造、检测、装调过程。对非球面参数的高精度测量是加工和装调的前提。提出了一种基于虚实结合干涉仪的部分补偿非球面参数误差测量系统。在该系统中，采用部分补偿干涉法测量剩余波前，复用干涉仪利用轴向扫描透镜的猫眼波前定位法测量补偿镜与被测镜之间的间距，采用虚实结合迭代算法进行参数误差求解。该系统仅需在部分补偿干涉光路中引入会聚透镜，装调简单，测量精度高。通过一个四次非球面参数误差测量实验验证了该方法的有效性和精度。

为了解决光电编码器误差检测精度低、光机结构复杂、检测周期长等问题，利用自准直仪与多面棱体的光学小角度测量原理及转角互逆双轴转台的连续误差检测方法，建立了光学连续闭环光电编码器误差检测系统；采用多体系统理论与相对位姿矩阵变换方法，建立了双轴转台全误差模型，分析了固定误差和可变误差对系统的影响；利用标定自准直仪与23面棱体对检测系统进行了校准，并利用高精度光电编码器与系统进行了精度对比验证。结果表明：检测系统的双轴回转精度满足数值仿真计算要求，系统精度可达0.38″，测量不确定度为0.2″（k=2），系统检测精度与实际编码器出厂时标定的准确度基本一致，验证了光学连续闭环光电编码器误差检测系统实现高精度和全圆周连续误差检测的可行性。