本文基于吉林省科学技术厅资助的“复杂零件逆向造型非直角测量系坐标同态解耦理论研究(20140101077JC)”课题,致力于解决非直角坐标测量系的解耦问题。非直角坐标测量机具有精度高、刚性大等诸多优点,从而成为传统直角坐标测量机的重要补充。非直角坐标测量机在获得测量数据之后,首先需要对其误差修正,然后将其转化成为人们熟悉的直角坐标表达形式(即测量数据的标准化)。测量数据的误差修正和标准化的过程,也就是将所采用的非直角坐标测量系进行解耦。因而非直角坐标测量系的解耦已成为非直角坐标测量机能否实现高精度测量的关键。鉴于此,本文提出了“基于对表环规特征点的非直角坐标解耦算法”。本文以实验室自主研发的齿轮激光非直角坐标测量系统为研究对象,首先根据多体系统理论,对其进行多体拓扑结构分析并建立误差模型。然后依据此误差模型,推导出“基于对表环规特征点的非直角坐标解耦算法”。最后设计了仿真和实际测量实验,并结合MATLAB仿真软件对文中的非直角坐标解耦算法进行了验证。仿真和实验结果表明:通过本文非直角坐标解耦算法解耦后,齿轮激光非直角坐标测量系统的测量精度能达到5um以内。进而验证了本文非直角坐标解耦算法的有效性,且具有较高的解耦精度。