精度是精密仪器和精密设备最重要的性能指标之一,是评价一种仪器好坏的标准。本文以两轴光电跟瞄装置系统为研究对象,基于系统跟踪瞄准的精确性,重点分析研究造成瞄准误差的轴晃动以及两轴不垂直度等因素。希望可以找到一种方法,能够准确的将上述产生误差的因素同时辨识出来。目前,在大多数的文献中,描述解决上述问题的方法都是以独立原则为基础进行研究的。这种方法一次只考虑一个影响因子进行辨识,辨识出来后再换另外一个。这种方法,所建模型几何关系复杂,还不能综合反应出各个影响因子之间的相互作用,存在着不足之处。为能同时分析上述因素对两轴跟瞄装置指向精度造成的影响,辨识误差来源。本文提出了一种新的思路,以相关性原则为基础,利用四元数转动的方法,将轴间晃动想象为绕理想定轴转动。先绕一个轴旋转一个角度,然后再绕其它轴旋转另一个角度,这样就能同时将各个影响因素都考虑进去且利用四元数知识可以避免复杂的几何关系运算。如果所建模型正确的话,就可以利用该模型结合在文中设计的实验装置,对各种两轴机械装置测量,同时辨识出影响轴系精度的轴晃动以及两轴不垂直度等因素。这在控制精度已不易提高的情况下,对进一步提高机械装置的精度非常有意义。按照上述思路,利用四元数绕定轴转动的知识,在文中建立了一种可以辨识轴晃动以及两轴不垂直度所造成误差的数学模型。并且,在利用电子水平仪可以测量相对水平面微小偏角的基础上,设计了一套对所建模型进行验证的实验性系统装置。最后,用设计的装置对所建模型进行了仿真分析,验证了所建模型的正确性。本论文主要完成的工作是:论述利用四元数方法建立数学模型的思路及方法,对实验检测装置系统进行设计以及对测量仿真结果进行分析。