论文研究课题来源于中国计量科学研究院“基准型圆柱度测量仪及其相关计量性能研究”的研究项目，其目的是研制圆柱度测量不确定度优于0.1μm/100mm的基准型超精密圆柱度测量仪，以满足建立圆柱度基标准和保证圆柱度量值统一的迫切需求。　　论文研究围绕建立圆柱度基标准的这一特殊性需求，结合基准型圆柱度测量仪的研制，对该仪器研制中所涉及的仪器原理、圆柱度误差分离、基准型高斯形状滤波器及圆柱度不确定度精确模型等内容进行深入的研究，主要完成了以下几方面的创新性研究工作:　　1)提出了圆柱度误差复合反向分离方法和技术。该方法基于同一时刻圆柱度空间复合运动误差在标准器对径处作用方向始终相反而标准器轮廓自身形状误差不变这一特性，通过传感器与误差分离台组合使用，错位叠加不同位置处的表面实测信号可分离出所需的标准器表面轮廓信号;该方法从原理上可完全消除圆柱度仪系统误差，它的统计特性可降低随机误差的影响;仿真实验表明该方法可有效提高圆柱度标准器和超精密圆柱轮廓的测量精度。　　2)针对圆柱度标准器表面形状特点，研制了基准型高斯形状滤波器。该滤波器以符合正态分布的高斯函数为传递函数，具有零相位、对周期性误差和随机误差锐截止的特性;可以准确地、最大限度地提取圆柱标准器表面轮廓形状信息;与德国PTB圆柱度标准仪器的高斯滤波器点对点的比对结果(最大误差不超过±0.3nm)说明该基准型高斯形状滤波器具有很好地准确性和复现性，具备作为基准型形状滤波器的特征。　　3)建立了圆柱度测量不确定度精确模型。该精确模型是以圆柱表面轮廓点的测量模型和高斯形状滤波对圆柱表面轮廓点的作用规律为基础，用量化的数学表达式较完整地描述了圆柱测量误差间的相互关系;该模型可以准确地计算出圆柱度仪的测量不确定度，利用该精确模型对基准型圆柱度仪的理论分析表明其圆柱度测量不确定度为0.1μm/100mm(k=2);与德国PTB的圆柱度基准仪器的测量比对结果证明了该精确模型和理论分析的正确性。　　依据新发布的《中华人民共和国圆度、圆柱度测量仪器检定规程》JJG429-2000，对研制的“基准型圆柱度仪”的相关技术对参数进行了测试，测试结果表明:采用上述新技术后，新仪器成功地实现了圆柱标准器的测量校准精度要求。　　最后，将研制的基准型圆柱度测量仪与国际圆柱度测量权威机构德国PTB的基准型圆柱度测量仪进行实验比对，通过比对圆柱标准器的圆柱度、母线直线度和椭圆标准器圆度的测试结果，进一步验证了基准型圆柱度仪理论分析的正确性和实际测量的准确性。比对结果表明:测量不确定度不同的两圆柱度测量仪的测量结果极其吻合，其标准化误差|En|均小于1，呈现出极好的一致性。　　本论文研究内容为圆柱度基标准的建立及全国圆柱度量值的统一奠定了坚实的理论和技术基础。