国家科技的快速发展使得大型技术装备的制造需求变得非常迫切,大型技术装备的测量要求也逐渐变高,其在测量尺寸、精度和效率等几个方面面临着的非常大的技术难题和挑战,因此对新型的分布式大尺寸测量系统进行深入研究具有重要的意义。wMPS(workspace Measuring and Positioning System)是一种采用激光扫描实现坐标定位测量的系统,具有覆盖空间大、测量精度高、并行测量能力强、可靠性好等特点,但其发射站的激光信号容易受到测量现场障碍物的遮挡,顶装式发射站的设计有效解决了遮挡问题,提高了wMPS系统的适用性。本课题以研究顶装式发射站的网络结构和布局优化以及应用为主题,对顶装式发射站的结构、空间网络布局以及在AGV自动精密导航中的应用等进行了深入分析,并设计了实验进行验证。本文的主要研究内容和工作如下:一、概述了大尺寸测量的背景,引出了wMPS系统的测量特点以及性能优势,分析了顶装式发射站的需求,由此展开了本文的主要内容分析。二、描述了wMPS系统的基本工作原理,对顶装式发射站的结构以及误差进行了分析,并给出了发射站内参标定方法。三、针对wMPS系统的布局优化问题,分析了顶装式发射站与正立式发射站的不同,对其位置和姿态的优化进行了研究。接着从测量系统的测量方程入手,提出了测量矩阵的条件数是衡量多平面交会优劣的量化指标,以此为优化目标,采用遗传算法作为优化工具,实现了指定测量空间下最优网络布局,并设计开发了布局优化软件。四、对提出的数学模型以及优化算法进行了布局优化仿真验证,同时设计了实验,利用与激光跟踪仪的比对测量来验证布局优化的有效性。五、研究了重要的工业应用。以AGV车的自动精密导航为应用背景,通过合理选用顶装式和正立式发射站,并对布局进行优化,构建一个能够对AGV车工作区域全覆盖的精密坐标测量场,实现对AGV车的自动精密导航,从而实现AGV自动化精密加工。