多台激光跟踪仪组成的测量系统能够得到高精度的坐标观测值，在加速器准直工程领域应用十分广泛。该系统需要自标定仪器中心的距离，目前基于球面拟合的自标定方法虽然测量效率较高，但是其精度有限。为了提高其精度，分析基于拟合的自标定方法精度较低的主要原因，提出了基于三角形结构的自标定方法，定量对比了新方法和基于球心拟合方法的精度。新方法建立非线性误差模型进行参数迭代求解，能够应用于激光跟踪仪的三维自标定。通过模拟仿真和实测实验，证明了该方法比基于球心拟合的自标定方法在精度上有了大幅度提升。文中算法无需增加额外设备，改进了原先基于球心拟合方法并提高其自标定精度，具有一定的工程应用价值。

为解决现有激光扫描投影系统中需要手动标定的问题，提出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法。首先建立了融合单目视觉技术的激光扫描投影系统模型，给出了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法；其次建立了单目相机与激光扫描投影系统、被投影物体之间的数学模型；最后运用Matlab软件进行模拟仿真，证明融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法可以解决上述问题。同时为验证融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法的精度是否满足激光扫描投影系统的需求，将Matlab软件求解的实验结果与SA软件求解的实验结果进行对比，并分析精度与距离、角度等外部因素的关系。仿真实验结果表明：当距离一定时，单目相机旋转角度为55°时，单目相机距离投影仪和被投影物体的范围为1.5~3 m，且满足投影仪的精度要求。同时通过自主搭建新型激光扫描投影系统，证明了融合单目视觉的激光扫描投影系统自标定方法具有实际可操作性和可行性。

随着大尺寸工件和设备的制造加工以及装配的精度要求提高，对工件加工装配过程进行测量的测量系统精度要求也有所提高。多边法激光跟踪三维坐标测量系统只利用距离测量数据解算空间点坐标，能够避免激光跟踪仪角度测量带来的误差。文中提出了一种通过在跟踪仪测头挂载夹具进行球心拟合来获取跟踪仪测量原点的方式进行系统自标定，并辅以移站的方式，可使用两台激光跟踪仪构建四站多边法激光跟踪三维坐标测量系统。另外，文中还尝试了三站系统的构建。实验证明，四站系统将对标称长度1000.943 mm位于约20 m处的标准尺长度测量误差由最大110 μm减小至28 μm，三站系统将对标称长度969.045 mm位于约7.5 m处的标准尺长度的测量误差由最大67 μm减小至21 μm，相较于单台跟踪仪提高了精度，相较于传统多边系统降低了测站数量和成本，能够在工业现场实现高精度三维坐标测量。