在航空领域，大尺度几何测量广泛采用坐标测量技术，适用于零部件的装配过程检测、总装检测等。随着产品数字化定义技术的发展，基于三维模型的坐标测量技术在工业测量中广泛应用，极大地提高了生产效率。但是，基于三维模型的坐标测量技术还存在很多亟需解决的问题，基于三维模型的坐标测量信息扩展与提取是实现设计与测量过程信息一致性的有效途径，在新一代GPS(GeometricalProduct Specifications)产品几何技术规范下，测量不确定度具有重要的工程意义，是目前研究的热点之一。大尺寸工件自身的特性也会对测量过程造成显著的影响，文章针对这四个方面进行了深入研究，主要内容与成果如下：(1)建立了三维坐标测量信息扩展模型，构建了测量方案库，并在PRO/E和CATIA平台下分别实现了三维坐标测量信息扩展，即设计师对测量信息的添加。(2)对三维模型中包含的尺寸信息、几何公差信息以及测量信息进行了提取，使得这些信息能够在测量环节使用，实现了设计与测量过程的一致性。(3)研究了激光测量过程中不确定度的来源，以同轴度和垂直度为例，运用Monte-Carlo法分别进行了测量仿真，定量分析了采样策略和被测量定义对同轴度和垂直度及其不确定度的影响，并对实际测量过程提供合理化的建议。(4)针对实际测量过程中自重变形对测量造成的影响，研究了大尺寸工件在自身重力作用下的变形，以PPR管为实验对象进行实验及仿真研究，分析自重变形情况，提出了补偿方案，并实现在软件中进行补偿。