轨道结构参数测量对小口径电磁轨道炮的内膛磨损机制研究及射击精度分析有重要的参考意义。针对小口径轨道的异面结构及尺寸限制,现有的结构参数测量系统存在基准定位误差大、测量精度低等问题,在深入分析轨道结构特性后开展了小口径电磁轨道炮轨道结构参数测量系统研制,为轨道炮轨道优化设计提供依据。针对小口径电磁轨道炮轨道结构参数测量系统性能指标,制定了测量系统总体方案。通过分析轨道间距变化、轨道理论轴线定位误差对轨道直线度测量影响,建立轨道直线度测量模型。为后续轨道结构参数测量装置设计提供依据。分析轨道下凸型异面结构引起的测量基准翻转特性,设计了自定心轨道结构参数测量装置,测量装置在贴合轨道沿轴向平动的同时实现定中功能,完成轨道深度、间距和直线度测量。通过分析轨道直线度测量模块中的二维位置探测器（PSD）非线性输出特点,建立了二元多项式分区域的PSD修正模型。同时搭建了校准实验平台,实验结果表明采用三次多项式修正模型可以将测量误差控制在5.02μm以内。完成了基于LabView的上位机软件系统设计,实现了轨道结构参数的解算与显示。对测量系统的性能进行试验验证。依据轨道结构设计间距测量验证工装,对比轨道间距测量模块测量值与三坐标检测仪测量值,验证了轨道间距测量误差不大于16μm;在某型小口径电磁轨道炮轨道进行测量,验证了轨道深度测量误差不大于1mm,同时验证了测量系统的稳定性。建立了小口径电磁轨道炮轨道结构参数测量不确定度模型,分析了传感器精度、安装误差、机加工等对不确定度的影响,评定结果表明各参数的测量不确定度满足系统指标要求。