随着信息化技术与工业制造的深入融合,现代的工业产品结构日益复杂、尺寸不断增大,对于测量的要求也越来越高,大尺寸动态位姿测量技术有着迫切的现实需求。激光跟踪仪凭借其测量精度高、范围大、频率高的特点,在大尺寸动态位姿测量中得到了广泛地应用。本文在分析现有激光跟踪仪动态位姿测量数据处理的理论和方法的基础上,重点研究了多台激光跟踪仪动态位姿测量数据粗差探测技术、测量精度评定方法、多台激光跟踪仪之间空间基准与时间基准的统一问题,设计了一种基于铷原子钟进行精密守时的同步触发器并申请了国家专利。具体研究内容如下:1.分析了单台激光跟踪仪动态位姿测量原理、多台激光跟踪仪空间基准统一以及位姿解算原理等。2.提出了一种多台激光跟踪仪时间基准统一的方法,在现有以恒温晶振作为守时钟的同步触发器的基础上,建立了基于ARMA-GARCH模型的晶振时间漂移预测模型,为同步触发器在封闭环境下的应用提供了高精度补偿。设计了一种基于铷原子钟作为守时钟的同步触发器,进一步提高了封闭环境下同步触发器的守时精度。3.研究了多台激光跟踪仪动态位姿测量数据粗差探测技术,首先对五点三次曲线拟合法、中位数法、四分位间距法等基于数理统计原理的粗差探测方法进行了分析,然后基于空间圆轨迹发生器提供的先验位置信息和轨迹信息,建立了基于先验约束条件的粗差探测模型,以某次对圆轨迹发生器动态测量的观测值为例,对上述四种方法粗差探测的数量与准确度进行了检验。针对于激光跟踪仪动态位姿测量数据在频域上的特性,考虑到小波分析技术具有良好的时频特性,提出了一种基于db4小波基函数的粗差探测方法,并通过实验验证了该方法在激光跟踪仪动态位姿测量数据粗差探测上的有效性。最后对剔除粗差后的数据使用默认阈值法进行小波降噪处理,研究不同的小波分解层数以及小波基函数对降噪效果的影响。4.针对多台激光跟踪仪动态位姿测量系统各环节存在的误差进行了定量分析。提出了多台激光跟踪仪动态位姿测量精度评定方法,利用空间圆轨迹发生器和铟钢四面体标准器提供的刚性约束条件和动态点位测量与位姿测量基准,实现了对不同运动速度、不同采样频率的位姿测量精度的评定。实验证明多台激光跟踪仪动态位姿测量在测量精度和测量范围方面相对于单台激光跟踪仪有显著提升。