随着微电子产业和纳米加工技术的发展，对测量精度的要求越来越高，大多数精密平台选用了精度高的光栅作为位移测量系统。由于光栅属增量式测量，自身没有零位，为了提高测量精度，必须对它进行误差修正，要求其具有固定零位，多年来很多学者一直在研究精密光栅零位的实现方法。近年来随着二维光栅的快速发展，二维编码式零位光栅成为研究的热点。本论文针对大行程精密平台研究了一种新型结构的二维编码式零位光栅，通过其二维方向上的特殊编码产生一个表征绝对零位的最大脉冲，快速实现光栅测量系统的绝对测量。由于本文所研究的二维编码式零位光栅相对于传统的定位装置，精度高稳定性好，有着广泛的应用空间。本课题来源于国家自然科学基金重大国际合作项目“纳米三维测量关键技术与系统研究”，归纳起来，本论文的主要内容及研究成果如下：(1)研究了随机编码式二维零位光栅的光通量特性，通过计算机仿真对光栅编码进行了优化设计。(2)确定了二维编码式零位光栅系统的结构，并研制了实验装置。(3)完成了实验装置的装调，同时对二维编码式零位光栅系统进行了性能测试实验。(4)对实验结果进行了分析和评定。