三维姿态测量系统中,由激光器发出指示光束,照射至二边的屏幕上,由屏幕上的光斑位置反映出目标的各姿态角。而指示激光器的直线性是整个测量系统的保证,本文所要解决的主要问题就是对激光器的直线性进行校准。国内外直线度测量的方法有很多,本文分析和比较了传统的直线度测量方法,采用了基于精密导轨的测量方法。现在直线度的测量方法多数是对一条直线的直线度进行测量,本文所要解决的主要问题是两束激光的直线性校准,首先要分别对两束激光器的直线性校准,然后将两束激光调到一条直线上,这也是设计中的重点问题。设计的原理是以精密导轨作为直线基准,成对的二支指示激光器发出的指示光束应成一直线。先用摄像机在一端接收激光器发出的光斑,并记录光斑的位置,求出其质心,然后在导轨上移动激光器,调节顶丝,直到摄像机上的光斑位置不动为止,然后将激光器移到导轨另一端,让激光器在导轨上滑动,调节顶丝,直到摄像机上光斑位置不变,而且与前一次测试时的位置在误差允许的范围内,则认为激光器直线性校准完毕。硬件部分主要完成了激光器及其支架、衰减片组、透镜组和数字相机的结构设计;软件部分主要完成了图像的采集和质心的求取;最后进行了直线性校准实验,并对实验过程进行了误差分析,提出了减小误差的方法。