摘要：直线导轨是机械制造业中,精密与超精密设备的关键部件。直线导轨的精确度将直接影响着设备的加工精度,对其精度进行精密检测尤为重要。传统测量方法中的单参数测量费时费力,因此需对多自由度误差同时测量进行研究。而多自由度误差同时测量中,各误差项之间不可避免的存在误差串扰,这对测量结果有着十分大的影响,也成为了多自由度误差同时测量中亟待解决的重要问题。本论文研究了基于双光束基准的除位置误差外的五自由度几何误差同时测量系统,本系统使用氦氖激光器作为光源,各项误差的测量敏感元件分别为角锥棱镜与反射镜,所选用的探测器为位置敏感探测器与四象限探测器。本文的重点工作为对该系统同时测量中产生的误差串扰进行了分析与补偿。本系统中的误差串扰包括偏摆角对水平方向直线度的串扰,俯仰角对竖直方向直线度的串扰,滚转角对水平与竖直方向直线度的串扰,以及滚转角真实值与其测量值之间的函数关系。上述误差均可通过误差补偿模型进行补偿并将其消除,在未对系统进行更加复杂设计的条件下,大幅提高了系统的测量精度。本论文建立了误差补偿的理论模型,并对系统进行了一系列实验。结果表明系统的稳定性以及重复性较好,测量结果与标准仪器相吻合：补偿后的结果证明了补偿模型是有效的。对直线导轨来说,在实际测量中与电子水平仪与激光干涉仪对比,滚转角补偿后的值与标准值之间的误差小于2",水平方向直线度与竖直方向直线度补偿后的值与各自的标准值之间的误差分别为1.9μm与3.5μm。