三轴转台广泛应用在科学研究和工业生产等领域，本文在总结国内外三轴转台研究现状的基础上，根据课题组对盾构姿态测量激光标靶的标定和测试需求，开展高精度三轴测试转台的研制工作。阐述了多体系统理论的误差建模方法，结合三轴转台的结构特点和多体系统拓扑模型，逐步建立了包括指向误差和位置误差的三轴转台误差的数学模型。在此基础上，通过仿真，详细地分析比较了各误差项对转台指向精度和位置精度的影响，为三轴转台的精度设计、误差分配和误差补偿打下基础。对三轴测试转台的功能需求进行分析，列出转台的主要技术指标。阐述了转台的总体结构设计方案，详细介绍了各框轴系的结构、支承方式和零部件配置。随后简要介绍了基于ANSYS Workbench平台对三轴转台的机械结构进行静力分析的过程，并就三个关键部件的仿真结果进行了强度和刚度分析。根据三轴转台的控制需求，提出控制系统的整体方案和运动控制模型，介绍了控制系统的组成和主要控制部件。阐述了采用“PC+PMAC运动控制卡”的开放式控制系统的搭建和基本参数整定过程。基于VC++软件平台，利用PMAC运动控制卡的API接口、多线程技术和串口通信协议编写了上位机控制软件。