近年来,随着航空航天产业的飞速发展和进步,数字化测量技术在飞机的装配与维护中得到广泛应用。目前,国内通航飞机的水平测量还大多使用传统测量工具进行,测量时间长、效率低、精度一致性差。本文以CESSNA172飞机为研究对象,为了准确评估其结构变形并制定维护方案,设计了一套自动化水平测量系统。确定了飞机水平测量特征参数和特征点,并对飞机水平测量坐标系和坐标转换方法进行了建立和研究。通过对自动化水平测量系统的标定、流程规划和基准点布置,完成测量场的搭建。通过对测量定位装置进行结构设计、硬件选型和模块集成,实现特征点的自动定位、测量和补偿。通过建立MBD测量模型对激光跟踪仪进行程序控制,实现飞机特征点的自动化目标搜寻、路径测量和实时监控。对坐标数据进行自动化解算,得到水平测量特征参数,并实现数据库的用户管理、历史查询、超差预警等。最后对系统进行测试,验证系统精确性、准确性和功能性,并对测量系统不确定度进行计算。测试结果表明,相较于传统测量,在保证测量精度及准确性满足项目指标的基础上,将现有测量时间由5.5小时缩短至0.5小时,测量时间缩短了10倍,目前该系统已经投入使用,并完成了多架次飞机的水平测量工作。