五轴机床作为国之重器,在工业生产以及国防军事中占有重要地位。加工精度很好的体现了机床的性能,提高数控机床的加工精度是提升国家工业实力的象征。激光跟踪仪作为大型测量场的检测工具,具有高精度、高性能、高保证、高稳定性的优良性质,也是检测机床误差的一个重要技术工具,如何利用激光跟踪仪快速高效地检测出机床的精度误差是目前急需解决的一个问题。本文以五轴机床和激光跟踪仪为目标研究对象,以提高测量精度为目标。对在激光跟踪仪采用多站位方式测量的时候如何提高测量精度做了相关的研究,其中主要研究内容如下:(1)首先开展对机床空间误差的研究,定义了机床空间误差的表示方法,通过分析机床的拓扑结构,总结出机床各项误差的来源以及各项误差的表示方法。采用多体理论以及刚体转换理论,代入实际加工误差,对实际和理论加工中的机床模型建立了空间误差的数学模型表达式。同时对测量仪器激光跟踪仪进行了相关研究,建立了转站数学模型并且对转站误差进行了分析。(2)建立多站式测量组网模型,分析多站测量模型的站位数量与测量点数量之间的相互关系,总结出最适合测量的站位数量。摒弃激光跟踪仪的角度数据,利用高精度测距数据,代入站位和测量点坐标求解算法中。利用实验数据和仿真数据进行求解分析,并提出优化站位的数学模型,运用遗传算法对目标站位进行优化运算,得到在测量空间中最优化的四站仪器坐标。(3)分析并建立了转站计算中的坐标建立方法。研究分析了转站误差来源,提出转站测量的精度评价方法,详细介绍了求解转站参数的多个方法并基于实验数据对上述方法进行精度总结评价。在建立起转站精度函数的基础上通过提取矩阵参数来量化转站精度评价指标品质因数,并基于实验数据对常见的公共参考点分布方式和数量等因素进行了讨论研究,分析部分因素对品质因数和转站精度的影响。最后基于实验分析结果总结出公共参考点的选择原则。