分布式测量系统具有灵活拓展量程、多任务并行测量的特点,近年来逐渐被应用于工业大尺寸测量领域,其中以角度交会机制为基础的分布式测量系统应用最为广泛。随着数字化制造技术的快速发展,对测量系统在复杂工业现场下的环境适应能力提出了更高的需求。复杂工业环境具有场景自由、测量对象复杂、干扰因素较多等特点,导致分布式测量系统面临姿态扰动、布局受限等问题,尤其是空间遮挡受限造成的欠约束条件使得测量单元间位姿参数解算困难。因此,亟需研究欠约束状态下分布式测量系统的姿态补偿方法,解决高效重定向问题。本文以室内空间测量定位系统（workshop Measurement Positioning System,w MPS）作为研究对象,开展了基于组合几何约束的分布式测量系统姿态补偿方法研究。本文的研究工作包括:1.将倾角传感器内置于w MPS发射站中,构成倾角传感组合测量系统,基于倾角传感器与w MPS测量模型,利用高精度摆动平台,研究了倾角传感器与发射站的相对姿态标定方法,建立了相应数学模型,进行了仿真分析。2.在欠约束条件下,研究了一种基于倾角传感水平约束以及外部基准长度约束的分级几何约束定向方法,利用高精度倾角姿态补偿,将系统定向过程进行分级处理,有效减少了定向过程所需的外部约束条件数。3.为进一步解决分布式测量系统姿态补偿问题,建立了倾角传感器与光电自准直仪组合测量模型。以罗德里格斯旋转变换为基础对自准直镜面与倾角传感器间的标定方法进行了研究,并对组合系统的测角性能进行了仿真分析。基于组合测量模型,利用基准长度约束推导了发射站位姿参数补偿模型。4.搭建实验平台,对论文中论述的方法进行了验证。实验结果表明了论文所研究方法的有效性,满足了复杂工业现场的测量要求。