温度变化引起的误差,对飞行器、船舶等大型先进装备制造过程中的大尺寸几何量测量精度具有严重影响。而现有的温度补偿方法大多存在操作复杂,模型难以结算等缺点,同时,研究和实验对象多为规则矩形的衍架工装等,对于能够真实反映实际现场装配工况的变曲率构件的温度补偿方法研究较少。为了保障大型变曲率构件在实际现场的装配精度,大幅缩短大尺寸测量操作耗时,尽可能减小在大尺寸测量过程中由温度变化引入的测量误差,研究了虚实结合的大尺寸精密测量温度补偿技术,提出了变曲率构件转站测量热变形误差补偿优化方法,将ANSYS热力学虚拟仿真数据与大尺寸多站位测量条件下的跟踪仪实际位置测量数据相融合,并应用误差补偿及非线性优化方法,实现大尺寸转站测量过程中由热变形因素引入测量误差的减小和补偿。首先介绍了转站测量基础理论以及常用转站参数计算方法,针对测量过程中存在的多种变化因素对转站测量精度的影响开展了相关研究,分析了温度变化在大尺寸精密测量过程中对转站精度的影响。然后,阐述了热稳态分析的基本原理,从理论上说明了变曲率构件在温度变化条件下,测量基准点热变形偏移量与温度变化间的关系;利用ANSYS在不同温度载荷条件下对实验构件物理模型进行热变形仿真,求解出仿真热变形参数,通过分析仿真结果,得出了变曲率构件热变形仿真偏移量与温度变化量之间满足线性关系。随后,基于上述理论研究,提出了变曲率构件转站测量热变形误差补偿方法,推导建立了带有热变形参数的大尺寸测量转站精度补偿模型。使用激光跟踪仪及光纤布拉格光栅（FBG）温度传感器分别获得基准点三维位置信息和温度等数据,采用线性回归分析,建立变曲率构件热变形偏移量与温度变化量之间的数学模型,解算得出全局坐标系下热变形系数矩阵;更进一步地,设计了均匀温度场转站实验和复合温度场基准点测量实验,实验结果表明,应用上述所研究的转站误差补偿方法,转站精度分别提高了79.43%和76.15%,提出了基于PSO的转站测量热变形误差补偿优化方法,建立了上述热变形误差补偿方法的多参数优化模型,以求解最小全局总误差为目标,同时优化转站参数和实验所得热变形参数,又将优化所得各项参数带入热变形误差补偿模型,计算得出均匀温度场和复合温度场下转站精度分别提高了87.56%和78.93%。虚实结合的大尺寸精密测量温度补偿技术能够实现大尺寸测量过程中由于温度变化引入的热变形误差的补偿,提高大尺寸测量转站精度,具有重要的工程实践意义。