数字工业摄影测量系统测量精度高、数据解算自动化程度高，能够满足现代工业及工程高精度、高效率的测量要求。但利用该系统对一些尺寸较大、面型复杂的大型设备测量时，由于缺乏针对性的测量方案要求，导致测量结果不太理想。因此，研究大型设备数字工业摄影测量方案优化设计，提高该系统在大尺寸、复杂空间的测量精度，有重要的实际意义。本文利用MetroIn-DPM数字工业摄影测量系统，结合相关理论通过仿真、实验等方法，分析摄影方式因素、概略定向过程以及尺度基准对测量精度的影响，得到优化设计测量方案的结论。论文的主要工作有：　　（1）研究了摄影方式包含的摄影距离、摄影基线及交会角三种因素对测量精度的影响：仿真分析摄影距离及像片倾角对测量标志点在图像识别中产生的椭圆偏心误差影响，确定了摄影距离的取值范围；推导了正直摄影精度估算式，仿真分析了点位误差椭圆在三个坐标平面的分布及摄影距离、摄影基线对点位误差的影响，得到了提高测量精度的相关措施；推导了交向摄影精度估算式，经仿真分析确定了交会角的最佳取值范围。为测量方案中的测量网形优化提供依据。　　（2）详细分析了系统概略定向过程中各精度影响因素；推导了空间前、后方交会的精度估算式，结合MetroIn-DPM系统参数及设定的像点坐标模拟值估算了空间后方交会到空间前方交会过程的精度损失量；依据得到的网形优化相关结论，设计了实验方案，利用四组实验结果分析了测量精度在各个方向及总体上的变化趋势，得到了定向靶摆放一次控制的测量范围与精度的关系，并说明了定向靶位置对测量结果的影响。　　（3）分析了 MetroIn-DPM系统确定尺度基准的特点；设计了研究确定最佳尺度基准的实验方案：以经纬仪工业测量系统建立控制基准，分析基准尺不同位置尺度比分布情况，以不同尺度比得到不同的摄影测量坐标，通过不同坐标与控制基准的坐标转换精度评价尺度基准的准确性；经实验结果分析得到了基准尺最佳组合方案。　　（4）利用研究结论，总结测量方案优化设计的具体要求；建立了模拟大型设备实验场，设计了实验方案，经实验对比验证了测量方案优化设计的有效性。