转台校准设备是一种计量用标准测试平台，其主要作用是对转台的角位置、角速率、倾角回转误差等主要性能测试项目进行校准和测量，从而评定转台性能提高仪器精度。目前在航空航天领域中，高精度惯性测试转台已广泛应用于航天器飞行模拟实验和惯性器件的动态特性校准，其性能的好坏可能直接决定了飞行实验的成败。但是现有的高精度转台校准设备检测效率和精确度较低，已经渐渐无法满足型号研制质量需求。因此，基于直接测量的转台校准设备研制工作的开展，对理论研究和科研开发都将具有较大的实用价值。本文采用大范围、高频响、高精度的数字式光栅测量原理对高精转台校准进行研究。首先对光栅测量系统分度误差和安装偏心误差引起的读数误差进行了分析，探索采用对径读数原理消除误差的可行性，有效地提高了测量精度。再详细讨论了莫尔条纹细分和正余弦细分技术，对光栅产生的原始信号进行数据采集和处理的重要作用，为课题的后续开展建立了理论依据。通过对转台校准各项测量流程进行简化，提出了数字式光栅测量系统、高精度角位置检测系统、倾角回转误差及轴线垂直度检测系统、径向回转误差检测系统四个子系统设计方案，并设计了精密工装和辅助计量装置等部件，一起组成了转速范围大、高频响情况下转台校准设备的开发设计方案。搭建了一种更加贴近计量实际的校准实验台，选择了高性能、高灵活性的FPGA设计方案，并采用了高精度时钟、FIFO、DMA等技术，对电路模块进行开发，利用LabVIEW软件编写数据采集系统，将光栅、传感器测得的模拟量数据经过A/D转换器在计算机上实时显示。从而实现精度数据的实时监测，同时在动态的条件下对转台角速率等指标进行采集分析，可以根据结果对转台测量系统进行校准。最后针对本文提出的转台校准方法与技术进行了实验研究，对构建的转台校准系统建立了数学模型，并根据测试数据进行了不确定度评定，验证了转台校准系统的精度。实验表明，使用的软硬件细分系统获得的数据与理论设计预期相比趋于一致，转台校准装置精度满足目前转台校准的需求和量值传递要求，在科研和生产领域具有重要理论意义和实用价值。