随着航天事业的发展,针对航天领域对现代航天器内部安装的惯组、星敏感器、飞轮等高精度设备提出了更高精度的安装需求的问题,精确标定高精度设备的位姿成为当前航天领域的研究重点。高精度设备分布在航天飞行器结构设计所要求的理论位置,彼此间位姿安装精度及相对于航天飞行器全局坐标系下的安装精度均要求很高。立方镜作为仪器自身坐标系的表征安装在惯组、星敏等高精度设备上,通过测量标定各立方镜的位姿关系来解算高精度设备的安装精度。由于新一代航天器功能需求,各个高精度设备在舱内的安装位置较为分散,同时由于舱内仪器安装紧凑,导致惯组、星敏等设备在标定测量时存在空间分布大、测量可达性差等问题。本文在对新一代大尺寸航天器的多种高精度设备安装标定的需求下,提出了面向航天器全局坐标系的特征基准测量与高精度设备的立方镜位姿测量技术测量方案,开展多立方镜高精度位姿组合测量技术的研究。本文主要研究内容如下:（1）基于当前国内外位姿测量系统发展现状,设计适用于特征基准测量与立方镜基准测量的组合测量方案,研究组合测量系统组成与工作原理,建立基于特征法和标准几何约束法的组合测量系统坐标融合模型,构建组合测量网络所涉及的航天器全局基准坐标系、立方镜坐标系以及综合标定架坐标系。（2）建立组合测量模型及测量不确定度模型,对影响测量系统精度的角度、距离、基准尺摆放状态等因素进行仿真分析,为后续布站优化提供理论依据,建立组合测量系统组网平差模型,建立系统初始化坐标参数求解模型。（3）基于组合测量模型及不确定度分析结果,对组合测量网络所需设备的可测量域进行分析,建立测量网络精度优化模型,提出基于粒子群算法的组合测量系统布站优化求解方法,并进行仿真实验。（4）进行单立方镜垂直度验证实验,验证了测量角度误差平均值为5.980",实验表明测量距离10米范围内,立方镜垂直度误差为秒级;多立方镜坐标融合配准对比实验,验证了相较于基准特征约束法而言,采用几何特征约束法能有效提高坐标转换精度;多立方镜组网布站优化对比实验,使得标定立方镜坐标系垂直度平均提高了4.010";说明多立方镜高精度位姿组合测量方案有效可行。