自上世纪五十年代以来，随着光栅刻划技术和电子技术，以及计算机的发展，计量光栅技术成为一项专门的技术并得到迅速发展。目前计量光栅技术已经比较成熟，光栅长度测量系统已经广泛应用到工业生产和国防的诸多领域。然而随着计量测试技术的发展和实际应用要求的不断提高，更高分辨率和更简便易行的光电位移精密测量装置有了新的市场需求。本文正是从这一需求出发，提出了一种全新的以光谱法为基础以CMOS为图像接收器件的高分辨率测量系统。 光谱法测量系统以物理光学的基本理论作为依据，以CMOS作为光谱图像接收器件，提出了一种全新的细分方法。根据某一级光谱能量在标尺光栅移动一个节距的能量的变化情况，实现高分辨率的细分和测量。论文同时阐述了用计算机处理图像和完成软件细分的测量方法。 论文首先介绍了光栅测量系统的原理，分析了各种测量方法，描述了光电位移精密测量仪器目前的发展状况，展望了今后的发展趋势。重点对光谱法实现高分辨率测量系统研究的硬件组成和软件方法的原理进行了详细阐述。硬件部分包括光源、可调节狭缝、光栅副、图像传感器和图像采集系统等。论文给出了试验采集的结果及理论分析，对实验存在的问题进行了研讨。论文最后介绍了根据CMOS采集到的光栅图像完成软件细分的测量方法，介绍了实验系统的设计，并分析试验数据。实验表明，CMOS测长系统可以达到节距内250细分。 论文也对理论分析的不足、实验中存在的问题以及影响高分辨率高精度的诸多因素做了一些探讨，以供进一步研究和实验参考。