近年来,随着我国大型装备领域快速发展,大型零部件精密制造与装配需求日渐增多,进而对制造与装配过程中涉及的大尺寸精密测量技术的要求越来越高。高精度大空间定位系统（Accurate Large-scale Positioning System,ALPS）作为一种新型的大尺寸测量设备,具有几米至几十米测量范围、多点并行以及亚毫米级定位等特点,逐渐替代传统的大尺寸测量设备,被广泛应用于大空间精密测量场合。当前,ALPS系统虽然静态测量精度可以达到±0.2 mm,但受限于基站测角误差随机波动以及外界环境影响,系统测量稳定性和抗干扰性较差。因此,分析系统误差源,研究现场基站测角快速评定方法,以此为依据,探讨基站测角精度提升和误差补偿方法,对提升系统测量精度和稳定性具有重要意义。本文对其误差影响因素进行了分析,重点开展基站性能优化方法、误差补偿以及测角精度评定方法等技术研究。主要研究内容如下:1)在分析ALPS的系统工作原理、测量模型和系统测量精度影响因素的基础上,研究测站误差产生机理;通过三维建模软件仿真系统测量过程,分析单站测角误差对最终系统测量精度的影响,研究系统测量误差分布情况,设计基站测角精度的实现方法。2)为了进一步提高系统测量精度,对转速波动和主轴摆动优化进行分析,优化基站动态性能,实现了单站测角精度从±18″到±5″的提升。为进行基站测角精度的准确评估,通过三维软件建立模型分别提取仿真初值,分析多齿分度台、激光跟踪仪和发射基站初值的拟合关系,研究基于多齿分度台的实验室高精度测角评定方法和基于激光跟踪仪的现场快速测角评定方法,并通过初值和拟合值结果比对验证了两种评定方法的可行性。3)在分析基站动态性能优化的基础上,研究基于参考传感的基站测角误差补偿方法,建立了误差补偿模型,并设计了补偿接收器组和基于ZYNQ的多通道高速误差补偿处理平台,通过对信号通道增加补偿单元,进行时域匹配和补偿处理,实现了短时近距离空间扰动误差的实时补偿和长时间环境变化引起的测量系统误差的补偿,减少了基站测角误差波动。4)为验证本文提出的基站测角精度优化方法的可行性,搭建了基于多齿分度台的实验室评定平台和基于激光跟踪仪的现场快速评定平台,分别开展补偿接收单元、补偿方法性能和评定方法的准确性验证实验,通过多齿分度台比对验证单台基站的最大测角误差为1.044角秒,激光跟踪仪比对验证单台基站的最大测角误差为1.296角秒,满足±1.5″测角精度要求。