在机测量获得零件的整体几何面形信息是实现大型航空航天复杂曲面高效高精加工的重要工艺环节。线激光因其非接触、方向性好、精度稳定、大宽幅扫描测量等优势,已成为面向现场环境在机测量的重要手段之一。然而受传感器制造精度、激光光束入射姿态、测量环境、工件表面质量等因素影响,激光束投影线上各点误差值不同,线激光在机测量精度无法得到保障。同时,线激光测量数据点冗余,测量值噪声点较多,若直接对测量点云进行曲面建模、奇异特征分析等数据处理操作,不仅过程繁琐、计算效率低、且数据存储量大、内存消耗严重。因此,在国家973课题的支持下,针对线激光在机高效精密测量难题,开展了误差溯源、测量建模、数据处理及系统开发等关键技术。针对激光束入射姿态、测量环境、工件表面质量等因素对线激光在机测量精度造成的影响,从线激光测量原理入手,分析了线激光高斯光束经漫反射后投射到感光阵列的光强变化过程。实验分析了激光束入射姿态、被测表面参数、外部环境、内部参数等对线激光测量精度的影响规律,量化了上述因素对线激光在机测量精度的影响程度。针对线激光在机测量建模问题,建立了适于复杂面形的线激光在机测量通用数学模型,实现了线激光测量坐标系、工件坐标系和机床坐标系的统一,保证了几何信息在机精确提取的可靠性。针对线激光在机测量中线激光测量坐标系方向难以保证的问题,提出了一种线激光测量坐标系方向标定方法,并进行了线激光测量坐标系标定和校准实验。针对线激光测量数据冗余、测量噪声多的问题,从线激光数据采集模式入手,研究了线激光数据预处理算法,提出采用高斯滤波与中值滤波相结合的方法实现了测量数据的去噪,采用角度弦高算法对测量数据进行了精简,并通过实验验证了数据预处理算法的可行性。构建了基于常规数控机床的线激光在机测量系统,建立了线激光在机测量系统通信架构,基于Labview软件开发出线激光在机数据采集与处理软件。根据本文研究内容进行了线激光在机测量实验,为在实际工程中使用线激光在机测量技术提供了参考和思路。