随着“工业4.0”,“中国制造2025”的大力发展,航空制造业逐渐步入自动化、数字化、智能化时代,很多传统的飞机生产制造模式难以满足高精度、高效率、高品质的飞机生产需要。飞机水平测量是飞机装配制造中的关键一环,它直接反映的飞机总体装配质量。国内飞机水平测量延续了自上世纪八十年代开始使用的方法,以传统光学测量为主,测量时通过水准仪、经纬仪来测量机翼和机身基准点,再计算出这些点在机身坐标轴上的偏差。测量结果反映的是测量点间的相对值,其主要测量内容为角度和距离(或高度差)。测量公差采用30年前航空工业部颁布的HB/Z103-86。其中规定的误差往往在几个毫米(小型飞机)到几十个毫米(大型飞机)之间,已经不满足现代设计中对外形尺寸的高精度需求。目前国内外部分飞机制造企业研究使用激光跟踪仪等高精度测量设备完成数字化测量工作,但在实际使用中存在工作效率较低、测量可重复性差、数据误差波动较大等问题。论文提出一种融合iGPS测量系统和激光雷达两套设备优点的数字化激光测量方法,在有效保证飞机水平测量精度的同时,高效率完成校准,减少操作人员劳动量,降低测量环境要求,优化测试流程,实现飞机外形基准数据采集和传递。论文的主要研究内容如下:(1)论述了数字化测量技术以及飞机水平测量的国内外研究与发展现状,详细说明课题研究目的和意义,并对课题的主要研究内容进行深入分析,并确定了技术指标;(2)研究了激光雷达测量系统的组成与原理以及iGPS测量系统的组成与原理,建立了基于两种测量系统的坐标融合数学模型;(3)建立了坐标转换数学模型以及飞机数字调平数学模型;(4)详细设计了飞机水平测量方案,对测量系统的布局以及水平测量流程进行了深入的分析与规划;(5)进行测量系统的水平测量实验以及实验结果分析。该测量方案和方法已在某型飞机的数字化测量中成功应用,相关的测量和质量监控技术对飞机数字化测量有重要价值。