非接触式测量装置在煤矿井下探测、室内消防火警抢险和室内反恐等场合具有重要的工程应用价值。目前,国产自动、半自动激光测距装置的应用情况并不十分理想,其中精度问题是制约其实际应用和向高端发展的关键因素。本文依托公安部沈阳消防研究所专项资金资助项目《三维空间位姿测量装置开发与关键技术研究》,研发了一台基于手动操作和激光测距的三维空间内任意点位姿的非接触式测量装置,进而对该测量装置进行运动学建模和仿真,建立其误差模型并进行精度分析,最后使用遗传算法并结合成本公差模型提出了该装置的精度综合方法。论文研究工作对其他测量装置研制和精度分析及综合具有一定的借鉴和参考意义。论文的主要内容包括:（1）面向室内消防火警救险的大范围空间点位姿非接触式测量案例任务,为满足任务规定的视角、避障和快速收放要求,设计了一种被动式激光测量装置系统,完成了该装置主体机械臂的构型和结构设计,制造了首台实物样机。在此基础上,使用D-H法建立了测量装置的运动学模型,使用MATLAB对其进行了运动学仿真和工作空间的仿真,证明了设计的合理性和正确性。（2）依托工业传感器,攻克了测量装置系统内部机—光—电信号的采集与通信技术,实现了对该装置距离、角度数据的实时测量。利用Visual Basic编制软件实现了上述测量数据与上位机的通讯传输,基于齐次坐标变换推导了空间点位姿理论算法,最终实现了空间点位姿测量结果的实时在线显示。（3）使用MDH建模方法对测量装置的运动学模型进行修正,然后基于矩阵微分法建立测量装置的几何误差模型,提供精度分析的基础。根据装置误差模型首先分析其静态误差,然后使用蒙特卡洛法分析装置的随机误差,并对各个关节尺寸的灵敏度信息进行了分析,为精度综合提供了参考。（4）明确了遗传算法的使用方法和步骤,并结合测量装置的实际加工情况建立了基于加工特征的成本公差模型。使用遗传算法对测量装置以公差成本为优化目标,以检测精度为约束条件进行优化,得出满足约束下的最优公差分配方案,完成测量装置的精度综合。