基于多站法原理的激光跟踪干涉坐标测量系统具有测量范围大、精度高、柔性、动态、可现场测量等特点，具有非常广阔的应用前景。此外，多站法测量原理还具有系统参数自标定、丢光信息自恢复、误差分离和补偿、干涉仪的迁移和再标定、系统重组等功能，已经引起了世界各国高度重视，并投入了相当的人力和物力进行这方面的研究。我们也首次在国内研制激光跟踪干涉柔性坐标测量系统，并受到国家自然科学基金的资助，项目编号 59875064。本课题基于多站法测量原理，设计了四路激光跟踪仪组成的三维坐标测量系统。论文主要围绕测量系统的一个关键部分—激光跟踪控制系统—进行研究。论文首先介绍了激光跟踪系统的设计，包括测长光路设计，激光跟踪头一代和二代的设计。实验表明，激光头二代在激光头一代的基础上改进后，测量精度提高 5 倍。然后论述伺服控制系统的设计和改进。伺服控制电路由电路环、速度环、和位置环组成。模拟控制方案中，控制系统传递函数的增益与目标镜到跟踪头的距离l有关，使得测量范围受到了限制。因此，在原有控制方案上进行了改进，一种是在原模拟系统基础上加位置环前置电路；另一种是利用微机进行数字控制，通过控制算法保持系统传递函数的增益不随l的变化而变化。实验表明，改进方案改善了系统的跟踪能力，扩大了系统的测量范围。论文还对加权自标定方法进行了研究，即按照动点的测量不确定度 k 值确定自标定中动点的权值。仿真结果表明加权后自标定参数的真值与平均值偏差及偏差平方和减小，加权自标定有利于提高系统自标定的精度。