自准直仪是一种应用广泛的瞄准及测量仪器。它被用于角度测量、导轨的直线度与平行度测量、台面的平面度测量、精密定位、自动角度定位等方面,是机械制造、造船、航空航天、计量测试、科学研究等部门必备的常规测量仪器。目前自准直仪在国内也有很大应用,但主要是目视自准直仪,即使采用光电自准直仪也只是一维角度测量,已不能满足高精度、自动化测量的需要;而且,随着微电子技术、光电技术和计算机技术发展,研究新型二维测量光电自准直仪已成为必要。本课题设计了基于自准直原理双线阵CCD光电自准直系统,进行了光学系统结构、硬件电路和软件系统三方面的设计工作。在光学部分对分划板形式进行选取,设计合理的光路保证系统实现二维角度的测量;在数据采集硬件电路上,提出高速A/D采集法和虚拟仪器数据采集法两套方案。高速A/D采集法适用于开发便携系统;虚拟仪器数据采集法适合于计算机测试系统,功能更强大。两种方案都满足了系统对CCD信号高速采集的需求;基于数学插值和细分功能软件系统设计保证系统实现亚像素细分高精度测量,系统通讯功能和测量结果的显示。通过实验,双线阵CCD自准直系统实现了对反射镜沿两垂直轴小角度变化的测量,并达到了较高的测量精度,证明了系统方案的可行性,为二维线阵CCD自准直仪的研制做好了准备工作。