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继上世纪80年代扫描隧道显微镜（STM）被研制成功后，一系列的扫描探针显微镜（SPM）随之出现，人类对微观领域的探索得以不断深入。但是随着科学技术日新月异的发展，这些测量仪器存在的不足也随之浮现，主要体现在仪器的测量范围过小和不能实现溯源性计量上，这些不足制约着纳米科学与技术的发展。分子测量机正是基于上述应用背景提出来的，其设计目标为在50mm×50mm×100μm的测量范围内实现1nm的测量不确定度和0.1nm的测量分辨率。本文以分子测量机为背景，研究了面向跨尺度表面测量的宏微运动平台和激