近年来，工业测量系统作为测量技术的一个新的应用领域，以其高精度、实时性、非接触性和机动性的特点，正日渐受到业界人士的普遍关注。取代昂贵的进口设备和系统，自主研究和开发性能可靠、价格低廉的国产化工业测量系统，已成为一项崭新的研究课题。本论文以常规的精密测量仪器为角度传感器，以VisualBasic语言为系统软件的开发工具，从事组建“积木式三维工业测量系统”(BBTIMS)的实践性研究。针对常规仪器无精确互瞄装置、无法直接进行定向测量的不足，首先深入研究和探讨了完全适用于积木式系统的定向测量方法，提出了空间后方交会和基于柔性坐标系的计算模型，从理论上解决了系统测量的定向难题。针对积木式工业测量系统无特定仪器、无固定数据格式的特点，分析指出了提取测量信息的基本方法，并以TM5100A电子经纬仪和EltaC20A全站仪为例，成功设计了联机通讯程序，自动创建Access数据库和数据表，实现了测量数据的实时采集和存储。针对所提出的全新的定向测量模型，分析了相应的数据处理方法，并组合运用VisualBasic内置数学函数和DAO数据库操作技术，编制各类数据处理程序，将数据处理的成果分别以数据表和文本文档的形式存储。最后，系统地编写了积木式三维工业测量系统软件BBTIMS，实现了系统测量所预期的基本功能。