激光跟踪测量系统是在机器人计量学的基础之上发展起来的一种新型的坐标测量方法。目前激光干涉仪被认为是世界上精度最高的大范围位移测量实用工具，因此以激光干涉仪为基础的便携式坐标测量系统也被认为是最具有潜力的精度高、非接触、大范围、实时动态的测量工具。激光跟踪仪和激光追踪仪是基于激光跟踪测量系统下的两种测量工具。激光跟踪仪属于被动跟踪，是被动地跟踪目标靶镜进行测量。而激光追踪仪属于主动追踪，测量过程中要事先对目标靶镜进行路径规划，实现激光追踪仪对目标靶镜的主动追踪。　　本课题的目的就是在传统商业激光跟踪测量系统的基础上，对专用于校准坐标测量机与数控机床的激光追踪仪关键技术进行深入研究。本课题为我国激光跟踪测量技术的发展提供了思路，为提高激光跟踪测量系统的校准精度与速度提供了技术储备，为我国坐标测量技术精度的进一步提升提供理论和技术支撑，在坐标测量机与数控机床实时校准的领域有着广泛的应用前景。　　本课题详细论述了激光追踪仪基于多边法测量的测量原理，对激光跟踪测量系统的机械结构进行了优化设计，设计了激光干涉测量光路系统，建立了基于激光跟踪测量系统的三坐标测量机和数控机床的校准模型，主要内容如下:　　(1)首先从激光跟踪测量系统的测量原理出发，分析了激光追踪仪对比传统商业激光跟踪仪的优势，并对激光追踪仪的关键结构进行了总体设计;　　(2)设计了激光追踪仪的关键零部件，包括干涉测长光路、两个精密回转轴系、轴系微调机构，以及跟踪控制系统等，同时还设计了激光跟踪系统精度检定方案;　　(3)根据设计的激光跟踪系统机械结构和光路，建立了激光追踪仪的三维模型，推导了三坐标测量机和数控机床的校准模型，分析了激光跟踪测量系统的自标定原理，对被测点实际坐标进行了计算，分离了导轨的21项几何误差，并对被测点的运动误差进行了合成。该模型实现了激光跟踪测量系统对三坐标测量机和数控机床的快速、高精度的校准;　　(4)最后根据建立的基于激光跟踪测量系统的三坐标测量机和数控机床的校准模型，使用德国Etalon的LaserTracer对海克斯康的Global Performance7.10.7三坐标测量机进行了校准实验，验证了建立模型的正确性。