本文在了解国内外所研究大口径长管的直线度、圆度测量的现状和动态基础之上，对大口径长管内孔的圆度、直线度的测量原理进行了研究、分析，比较了多种检测方案，在此基础上进行了测量装置的总体结构设计，光路及电路的原理设计。本文采用最小二乘法和最小条件准则对长管内孔圆度、空间直线度测量误差进行分析评定，建立了相应的数学模型，编制了数据处理程序，分析计算了检测系统的测量误差，并完成了测量系统的方案设计和结构设计。 本文所设计的小车式测量装置与其他测量装置相比有了较大的创新，该装置在对大口径长管的测量过程中，既能实现对大口径长管的空间直线度的在线自动数据采集及误差处理，又能全面地反映长管任一截面的信息，较好地解决了其它测量方案所共同存在的只能对管壁进行定性研究而无法进行定量研究的缺点。本系统将对其它相关研究设计提供重要的参考依据。