本文剖析了现有三坐标机离线编程技术特点以及存在的问题，开展了专题研究；提出了一种开发面向三坐标机离线测量模式下的测量程序编制系统的建立方法，它可以减少人机交互，降低测量程序维护的难度，提高编程效率。 首先，本文利用面向对象的程序分析和设计方法，提出了构建开放的、稳定的且易于维护的三坐标离线编程软件系统模型，描述了工具系统模块及其之间的关系。基于DMIS语法与句法，以及DMIS程序结构特点；提出了基于DMIS的测量方案表示方法和管理策略，说明了测量方案应包含的内容和数据，并用实例进行了说明。 然后，本文研究了CAD模型的表示方法，提出了两种获取测量元素的方法，以及测量元素的计算机内容表示策略，利用分层描述的逻辑模型方法，建立了测量数据的获取算法和数据管理策略。研究了建立测量程序自动规划的其它关键技术，给出了虚拟测量环境的建立和环境参数的管理方法；介绍了碰撞干涉检测的方法，给出了测量控制点管理方法和测量轨迹点排序算法。 最后，本文应用面向对象的程序设计技术，开展了软件开发实践，建立基于DMIS的测量程序自动生成工具原型系统。利用商品化测量软件，对开发的原型工具软件生成的DMIS测量程序进行验证，说明了生成的DMIS程序符合DMIS3.0标准，能够正确驱动三坐标设备对测量元素进行测量。