随着时代的发展和科技的进步,多传感器跟踪测量技术也在不断的发展。本文在对多传感器跟踪测量系统的基本原理、测量机制进行研究的基础上,设计了一种小型的多传感器跟踪测量系统。本文的跟踪测量系统可分为光学系统、机械结构两个主要部分,机械机构又可分为垂直轴系和水平轴系。根据应用需求,确定了光学系统和机械结构的总体方案,选择了所需的光学元器件,利用CREO软件设计机械结构,建立了跟踪测量系统的三维模型;应用有限元分析软件ANSYS Workbench,对系统进行了静力分析和模态分析;系统在实际使用过程中会出现一定的误差,分析了误差产生的原因及其对系统的影响;最后,在对光学系统进行调试的基础上,进行了静态目标和移动目标的跟踪测量实验。结果表明,系统强度、刚度均满足静力学要求,而且具有较高的固有频率,实际工作中可以有效的避免发生共振;系统具备操作方便、通用性强、稳定性好等特点,可以满足装备制造与安装、工程测量、建筑施工等多种任务需求。