载人航天发射场转运重轨是确保试验任务转场成功的关键,其轨距精密测量是实现现代化发射场运行科学化、自动化的一项重要研究工作,为此,各国开展了大量的研究。目前,通常采用的测量方法一般为大地测量和钢尺测量,但是这些方法受气候环境等因素的影响较大,自动化程度较低,测量精度还受操作人员的技术水平制约,不可控因素较多。基于以上原因,研制一套自动化程度较高,用于准确测量大跨距转运重轨轨距的装置就显得尤为重要。本文采用激光作为精密测量的载体,然后,从大跨距转运重轨轨距精密测量装置系统方案制定入手,进而对装置的硬件系统和软件系统进行设计,研制了一套自动化程度较高的轨距精密测量装置,最后,通过试验应用验证了该装置的可行性。本文首先在对比了常用轨距测量方法和几种较为成熟的非接触测量方法的基础上,分析了激光测距技术在大跨距转运重轨轨距测量方面的适用性,制订了单边测量的系统结构,完成了系统的结构设计。然后将动态自定心方法应用到装置的结构设计中,研制了一套能够利用钢轨轨面完成任务的自定心行走系统,同时将倾角传感器、编码器等仪器应用其中,有效地消除了测量误差,通过校核计算,该装置的测量精度符合设计需求。在结构设计完成的基础上对大跨距转运重轨轨距精密测量装置的硬件系统进行了总体设计,主要分析了其系统需求,明确了其性能指标,设计了其基本机构。而后对装置的自定心行走系统、倾角测量系统、激光测距系统、行走距离测量系统、工控计算机系统、电源系统以及设备箱和机架进行了详细设计,确保了技术指标满足测量要求。最后,通过虚拟仪器技术的应用,设计了一套用于实时显示、动态存储并能完成后期数据处理的软件系统。该系统进行了实地测量试验,通过试验验证了该套系统的工作稳定性,并通过不同测量方法的比对,验证了该套系统的优越性,实现了大跨距转运重轨轨距的精密测量。