分布式空间测量定位系统wMPS(workspace Measuring and Positioning System)是基于多站空间约束的新型大尺度空间坐标测量方法，它多站组网的测量方式使其扩展测量空间的同时原理上不损失测量精度。相比全站式测量系统，其性能优势源自分布式空间网络结构，即空间网络结构性能是直接影响系统性能优势的关键。本文以分析和优化wMPS性能为主题，从网络结构角度考虑该系统，抽象出分布式空间网络结构的三个要素，以此三要素为研究内容，对wMPS性能进行了深入分析，并提出相关优化方法，且进行了实验验证。本文主要研究内容和工作如下：一．分析了wMPS分布式空间测量定位系统的性能优势，抽象出网络节点、网络布局和节点权重是构建稳定网络结构的三个要素，并以此为主要内容展开分析与讨论。二．针对网络节点（单发射站）的旋转激光扫描测量特点，首次利用矩阵扰动分析理论对其进行了严格分析，指出两激光平面扫描角度差唯一决定单发射站的观测性能，为单发射站优化应用提供了理论指导，为优化装调扫描激光器倾角提供了理论依据。三．针对网络布局问题，引入不适定测量概念，指出其中的病态测量对应于wMPS网络布局奇异，且wMPS测量矩阵条件数是衡量布局奇异程度的量化指标，分析推导了条件数与测量均方误差和交会误差椭球的关系，讨论了测量空间和网络布局的依赖关系，给出了在固定布局中寻找最佳测量空间和在固定测量空间下寻找最佳网络布局的优化方法，提出经验布局和软件优化布局相结合的布局策略，并进行了相关实验验证。四．针对节点权重问题，考虑到wMPS的测量特点，关于权重施加对象，提出为整个激光平面加权；关于确定权重，提出利用局部精度控制网优化计算权重，实施动态加权，并进行了相关实验验证，整体提高了感兴趣空间的测量精度。五．重要工程应用研究。以飞机全机水平测量和工业机器人绝对定位为背景，采用理论分析结果实现wMPS的优化应用。通过优化发射站布局和动态加权，配合分布式测量软件，完成若干架次全机水平测量任务；针对工业机器人绝对定位精度较差的问题，给出误差补偿模型，结合理论分析结果，实现工业机器人绝对定位误差的有效补偿。