轴承环的圆度误差是非常重要的形状参数，影响着光电经纬仪轴系的径向精度与角晃动。为了解决大尺寸和重型零件圆度误差的测量问题，提出了大尺寸轴承环测量系统的总体设计方案，采用模块化的总体结构，对于尺寸大于回转工作台的轴承环采取传感器旋转方式测量，对其它尺寸包括重型轴类零件采取工作台旋转方式测量。在零件的粗找正时使用大量程的光栅测微仪，精找正和最终的圆度误差测量时使用小量程高精度的电感测微仪，以解决量程和精度的矛盾。建立了评定圆度误差时判定准则的数学模型，设计了新的交叉判别算法，可同时用于最小区域圆的四个极值点的交叉判定、最小外接圆和最大内接圆三个极值点的锐角三角形判定和两个极值点的对径判定；基于交叉判别算法的数学模型还可用于对移动圆心时新极值点可能出现的位置进行判断，减小了计算量。测量了转台主轴的圆度误差，对传感器旋转和工作台旋转两种不同方式测量同一零件的结果进行实验比较。分析了实验中电感测微仪温漂对测量结果的影响，并提出了平差和采用双测头差运算两种解决措施。对实验装置的测量不确定度进行了分析评定，并将实验装置的测量结果与Talyrond 290 XL圆度仪的测量结果进行了比对验证，对单点极径偏差超出合成标准不确定度的原因进行了分析，提出多圈测量取各测点平均值后进行圆度误差评定，其结果与圆度仪的测量结果十分接近。对圆度误差测量系统的总体结构进行设计，根据实验结果确定各个部件的技术指标，并评定测量不确定度，扩展不确定为0.5μm，完全满足课题要求。