空间坐标测量与定位技术是大型机械制造，尤其是数字化制造装配的支撑技术之一，其中长度测量是大尺寸空间坐标测量研究领域中的最基础问题。传统基于干涉、相位等原理的大尺度长度测量方法，很难同时获得高精度、高效率和大测量范围，难以满足不断发展的大型制造业对精度、质量和效率更高的需求。光电振荡器（Optoelectronic Osillator，以下简称OEO）是通信领域是一种具有超高振荡频率（可达上百GHz）、超低相位噪声（可低于-160dBm/Hz@10kHz）和超长光学谐振腔（可达上万米）的新型高性能振荡器。OEO的振荡频率和光学谐振腔腔长直接相关，将包含待测长度的空间光路耦合入其光学谐振腔，通过测量振荡频率即可获得被测距离。凭借振荡频率对距离变化敏感的特性以及振荡信号超高的动态范围，该方法具有实现大尺度高精度绝对距离测量的潜力。本文将OEO原理和技术引入到大尺寸长度距离测量领域，从理论层面和技术层面对基于OEO的绝对距离测量方法进行了分析研究，完成了实验验证。主要完成工作如下：1、总结了现代工业制造领域对大尺度精密长度测量的迫切需求。分析讨论传统的大尺度激光测距方法原理、方法与技术，从研究基础和应用需求两方面阐述课题来源和研究意义。2、从起振条件、振荡频率以及频谱特性三个方面讨论OEO基本原理，分析OEO振荡频率与环路群时延之间关系，阐述OEO应用于距离测量基本原理，从测量原理、测量信号、信号处理三个角度剖析OEO测距的特点及原理优势。3、在OEO理论基础上建立基于多种类型结构OEO的测距模型。从复杂度、可行性、测量效率几个方面对测距模型进行评估，给出最优测距的OEO类型，并分析了该模型的静态特性。4、研究了温度变化对OEO测距的影响。根据光纤传输线建立温度误差的线性模型，通过分析频率漂移对振荡频率以及纵模阶数测量的影响以及引入误差的机制和特点，提出了纵模阶数测量误差以及温度误差的补偿技术。以温度误差模型为基础，通过分析光纤长度对测距静态特性的影响，给出了光纤长度优化方法。5、搭建实验平台，对原理和关键技术进行实验验证。根据所提光纤长度优化方法得到最优光纤长度后，进行纵模阶数测量以及误差补偿实验，通过分析和对比测量结果验证所提技术。