激光经纬仪测量系统利用与“视准轴”同轴的激光束实现对目标点的瞄准,能够在大空间、大尺寸范围实现对目标物体的快速、非接触式测量,具有广泛的应用前景。但由于激光经纬仪伺服驱动系统空间角度分辨率的限制,随着测量空间、尺寸的增大,难以保证“视准轴”精确瞄准目标点,从而制约了激光经纬仪测量系统的应用推广。本文以大型装备精密装配、制造对大尺寸坐标测量技术的应用需求为背景,以双经纬仪测量系统为平台,基于激光经纬仪“视准轴”可视化条件,开展了激光经纬仪精确“交会”实现机制的研究。激光经纬仪精确“交会”机制通过控制伺服驱动系统使经纬仪以最小步进角为间隔对目标点进行多点扫描,通过高分辨率摄像机实时采集扫描点和目标点的位置关系图像,利用图像处理和相关算法实现经纬仪精确瞄准目标点,从而实现精确“交会”的目的。激光经纬仪精确“交会”机制利用“视准轴”激光束瞄准取代人眼瞄准,避免了人为误差的影响,提高了测量效率。论文主要工作包括:1.分析了当前大尺寸坐标测量技术在工业领域的重要地位和发展前景,对目前应用最为广泛的多种大尺寸坐标测量系统进行了原理概述,并结合大尺寸坐标测量技术在测量过程中对“交会”的需求,提出了一种激光经纬仪精确“交会”的实现机制。2.在分析经纬仪测量系统测量原理的基础上,对经纬仪测量系统的交会控制方法进行了梳理和归纳。并进一步对经纬仪测量系统非精确“交会”进行了误差分析,从而提出了激光经纬仪精确“交会”的思路与方案。3.针对激光经纬仪精确“交会”的实现机制,分析了激光点特征提取、目标点坐标定位的方法以及摄像机镜头的变焦控制算法。根据测量需要,建立了三种激光经纬仪精确“交会”的实现模型。4.针对激光经纬仪精确“交会”的实现方法,进行了系统仿真,初步证明了方法的可行性,并对精确“交会”测量方法的精度和不确定度进行了系统分析。5.结合实验室环境,基于实验室仪器设备,搭建了激光经纬仪测量平台,并对三种精确“交会”实现方法逐一进行了实验验证,最后从不同角度对三种方法进行了比较和分析。