密切结合国家航天工程发展对空间角跟踪机构的重要需求，在国家自然科学基金资助下，以共形几何代数(CGA)为数学工具，进行一种空间两转动并联机构的自由度分析、运动学分析及优化设计、几何误差建模、误差独立性与灵敏度分析等研究工作。取得成果如下：　　1．机构自由度分析。借助共形几何代数，分析空间两转动并联机构约束作用线与各支链运动轴线的几何特点和代数联系，获得该机构约束作用线的分布规律，得到机构的自由度数目、类型以及在任意位形下的瞬时运动轴线。　　2．运动学分析及优化设计。基于共形几何代数进行机构的位置正、逆解分析，根据并联机构产生运动奇异的机理，定义奇异性评价指标，求解空间两转动并联机构的奇异位形，依据极限搜索法得到该机构的工作空间。充分考虑几何约束条件及空间角跟踪机构转角范围要求，基于机构支链内及支链间的运动传递特性，利用NSGA-II优化算法完成了该机构的运动学多目标优化设计。　　3．误差建模与验证。基于共形几何代数建立空间两转动并联机构末端位姿误差与各支链几何误差间的映射模型，借助 SolidWorks软件对该机构误差模型进行验证，为后续运动学标定提供数学模型。　　4．误差独立性与灵敏度分析。在误差建模基础上，分析几何误差中的冗余项与独立项，确定机构的独立误差项数目。选择适宜的概率模型与灵敏度评价指标，借助蒙特卡洛法完成灵敏度分析，揭示独立几何误差对末端位姿误差的影响规律，为运动学标定奠定基础。　　本文的研究工作为空间两转动并联机构在空间角跟踪机构领域的工程应用奠定了理论基础。