普朗克常数（h）是一个将宏观物质和微观物质相联系的基本物理常数，精确测量h可重新定义质量单位“千克”，建立质量量子基准。国外广泛采用功率天平法直接测量h，而中国计量科学研究院提出能量天平法测量h。实现能量天平法测量h的关键技术之一是能量天平运动线圈位移的精确测量，即在数十毫米范围内实现不确定度为纳米量级的、可溯源的位移测量，由于运动线圈运动过程的侧向晃动，还要求获得运动线圈的姿态。从能量天平原理和实验装置出发，在分析功率天平中用于移动线圈速度测量的单频、双频激光干涉测量和法-珀干涉测量特点基础上，提炼出能量天平运动线圈位移测量的特点和目标要求，提出了结合三轴双频激光外差干涉测量与移频法折叠法-珀腔干涉绝对距离测量的运动线圈位移与姿态测量方案，其中三轴双频激光外差干涉测量实现运动线圈位移与姿态的实时测量，移频法折叠法-珀腔干涉绝对距离测量将位移测量溯源到长度基准和时间频率基准。建立了一套三轴双频激光外差干涉测量系统，应用到计量院能量天平系统中，实现了其中运动线圈的位移和姿态测量。研究并得到运动线圈质心坐标和线圈平面姿态与位移测量坐标的关系，为能量天平实验装置中互感线圈的装调对齐和互感量测量提供控制信息和反馈参数。利用该系统在构建的模拟能量天平中对运动线圈质心位移和线圈平面姿态进行了重复性实验、长期稳定性实验和比对实验，在空气折射率变化10-7和10-8时，其质心位移测量不确定度分别为32nm，8nm。探索了移频法折叠法-珀腔干涉绝对距离测量方法并建立实验装置。用锁定到碘稳频激光器的偏频锁定激光与声光移频器组合实现了可溯源到长度基准的高稳定度大频差可调频激光光源。针对布拉格衍射的声光移频器衍射角随驱动频率而变化的特性，提出采用双通道配置声光移频器消除其衍射角对频率的依赖，实现了其衍射光束方向不随扫描驱动频率而改变，以及双通道配置声光移频器的两倍调制带宽。分析了有限宽光束和声束的布拉格衍射调制带宽、衍射效率和聚焦透镜的参数之间的关系，保证了声光移频器双通道配置输出的衍射光斑质量。分析了折叠法-珀腔中高反镜调制时光强信号幅值与相位变化特征，并用于谐振峰值判别，采用双锁相放大器同步检测折叠法-珀腔的相邻谐振峰值。在此基础上，实现了腔长为245mm～295mm，相对标准不确定度为1.5×10-7的绝对距离测量。