本文依据国家自然科学基金项目“激光制导测量机器人关键技术及应用基础研究”(编号：50475038),针对激光跟踪测量系统精度理论这一基础课题展开研究,为激光制导测量机器人关键技术及应用基础研究提供理论与技术支持。本文在论述激光跟踪测量系统组成、测量原理、校准技术研究现状及应用理论基础上,分析随机误差和系统误差产生的原因及特征,研究影响激光跟踪测量系统测角误差和测距误差的相关因素。基于理论分析建立了激光跟踪测量系统十一项几何误差的数学模型,深入研究其中五项几何误差的分离方法。在论述激光跟踪测量系统动态测量方法的基础上,分析了动态测量误差的数学模型及评定方法。最后,利用激光跟踪测量系统和三坐标测量机,进行了激光跟踪测量系统基准距离校准实验、坐标测量精度实验、测角实验、测距实验、不确定度分析、环境稳定性实验和球形固定反射器(SMR)入射角测量实验。实验结果表明,通过对激光跟踪测量系统的误差分析和补偿,减少或消除激光跟踪测量系统测量条件变化的因素,能够提高激光跟踪测量系统的测量精度,其研究工作对激光跟踪测量系统应用与深入研究具有重要的指导意义。