激光多自由度误差同时测量是目前数控机床导轨运动误差检验的重要发展趋势，如何在已经实现的单轴多自由度几何运动误差测量基础上实现对两轴以上多自由度几何运动误差的同时测量，是本领域发展过程中需解决的问题。　　为解决上述问题，本论文在分析了国内外相关研究的基础上，结合本课题组已有的单轴多自由度几何运动误差同时测量装置，设计了一种二轴多自由度误差同时测量方法，并且对其中重要光学器件的误差进行了分析。概括来讲，本学位论文主要的工作如下。　　1、采用本课题组自行研制的基于单根光纤耦合双频激光的六自由度误差同时测量系统测量了数控机床双轴直线度误差，并且对两轴直线度误差的线性拟合计算间接实现两轴的垂直度测量。实际测量数据表明，本测量系统准确性良好，与商用测量仪对比偏差在1″以内。　　2、结合光线矢量追迹与MATLAB编程建立相应的误差模型，分析了五角棱镜的安装定位偏差在垂直度测量过程中的影响。结合MATLAB编程、光线传播定律以及解析几何相应原理，对双角锥棱镜构成的移动靶镜建立了数字模型，利用迭代方法对其定位误差进行了分析，并且给出了相应的曲线。　　3、本文首次使用了结合解析几何以及光线传播定律的方法，编写了角锥棱镜中准直激光的运动轨迹方程。该方法适用于棱镜定位偏差引起的光线漂移的分析，具有应用性强，精确度高，灵活，易懂的优点。