本文以某研究所提出的火箭橇试验关键设备的研制为背景,进行了火箭橇高精度外测系统的原理设计及样机研制。火箭橇试验提供的大过载和强振动能有效激发惯性测量装置中与过载有关的高次项,通过将火箭橇高精度外测系统的测量值和惯性测量装置的输出值进行对比和估计可以建立惯性测量装置的误差模型,完成惯性测量装置的精度标定和误差分离。但是同样由于火箭橇试验的大过载和强振动性,过去常用的外测系统不仅不能提供满足惯性测量系统精度标定和误差分离的测量数据,而且造价昂贵。　　本文在综合考虑各种测量方法优劣性的基础上,提出了两种测量系统的设计方案,即激光切割式测距系统和相位法测距系统。其中激光切割式测距系统是参照增量式光电编码器的设计方法,通过在火箭橇轨道之间安装具有方形通孔的遮光板,使得橇载激光装置形成的激光通路发生通断并生成反应方形通孔位置的脉冲信号,进而获得橇体在试验过程的时间-位置信息。而相位法测距系统是通过测得该系统发射的激光与从橇体反射回的激光之间的相位差获得激光从该系统到橇体的传播时间,进而获得橇体的时间-位置信息。　　进一步提出了利用以上两种系统组合构成多传感器测距的测量系统,实现火箭橇试验中橇体的时间-位置信息测量。设计基于Labview的数据处理平台,分别将多传感器测距系统中各传感器的测量值收集到该平台。将各传感器的测量数据位置信息转换到同一坐标系下,并利用内插外推法实现各传感器数据的同步。最后通过最优加权法实现各传感器的数据融合。