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对于运动误差测量系统中几何误差较大的问题，提出一种基于激光干涉仪的运动误差测量系统设计。设计的运动误差测量系统硬件由计算机、电气控制柜、电动机、激光干涉仪、同心仪等组成。软件系统引入一种测量数学模型，能够进行快速误差鉴别、行踪测量，通过测量模型的数据有效地避免了几何误差的出现，提高了运动误差测量系统测量的准确度。实验验证了基于激光干涉仪的运动误差测量系统的设计方案的有效性。