在大尺寸装备制造体系中,大型构件或子装配体的生产装配精度控制技术是整个装备制造过程的关键之一,而在生产装配流程的精度控制中,数字化测量技术是核心。随着大型装备制造技术发展,许多工程应用中需要现场实时监控部件的空间位姿完成多点对接任务,或者需要对部件实施从设计、生产到尺寸检验的全周期精度跟踪,而激光跟踪仪逐渐无法满足多点实时定位与并行测量的任务需求,因此基于前方交会测量场部署的分布式测量系统得以快速发展。课题组前期研究的精密激光定位系统（Accurate Laser Positioning System,ALPS）是针对大尺寸空间测量定位难题研发的一种分布式坐标测量系统,其具备测量精度稳定、多靶并行定位、实时姿态解算等优秀特性,在航空航天、船舶制造、工业自动化等领域具有广泛应用前景。当前,ALPS系统在静态场景的测量误差可达±0.2mm,而在动态场景下的误差极不稳定,需要引入其它技术辅助解决动态测量精度问题。本文在ALPS静态测量模型的基础上,借助捷联的惯性测量单元（Inertial Measurement Unit,IMU）的量测模型,研究一种多传感器融合的动态测量定位技术,解决自主导航、盲区推估、高频数据刷新问题,拓展了 ALPS在动态测量定位任务中的功能。本文主要从ALPS动态误差补偿、IMU位姿测量原理、融合系统标定与定位方法、融合系统硬件平台设计、标定与定位性能验证等方面对ALPS动态测量定位技术进行了研究与讨论。课题主要完成的工作如下:1.在分析ALPS在动态测量定位中误差产生过程的基础上,探究了 ALPS测量系统动态测量的误差形成机理;阐述了 IMU的测量误差机理,研究了将IMU测量数据和APLS定位数据相融合的误差补偿方法。2.针对ALPS和IMU融合的测量系统,利用MATLAB工具软件建立ALPS与IMU的数据模型,研究在实际场景下使用扩展卡尔曼滤波理论进行量测数据融合的方法,并利用数据仿真验证了基于松耦合的数据融合理论。3.基于实际IMU的物理器件性能参数,建立了惯性导航系统（Inertial Navigation System,INS）与ALPS测量系统的坐标系统一过程的物理模型与MATLAB数据仿真模型,探讨了基于空间旋转轴线约束的融合系统动态测量方法,并仿真实验验证了系统动态测量算法的正确性。4.基于Xilinx Zynq 7000平台前端设计了高性能嵌入式数据采集处理器,探究了ALPS单帧数据快速解算方法,将相关驱动算法固化进前端处理设备中,将ALPS系统自身的数据输出频率提升到35Hz,为IMU数据融合修正过程提供基础。5.根据扩展卡尔曼滤波数据融合方法,基于融合测量处理前端设备设计了标定实验与直线轨迹拟合实验。实验结果表明,本文设计的系统标定方法最终三轴标定误差分别为±（0.382°,0.537°,0.463°）,直线轨迹拟合误差在±2.388mm以内,验证了 IMU量测数据融合进ALPS系统提高整体动态测量能力的可行性,使ALPS/IMU融合系统可在慢速AGV导航等场景需求中展开应用。