本文分析了高精度平面光栅尺的测量原理，推导了工件台坐标系的位置关系，利用读头光束与光栅平面的几何关系，建立光斑位移与工件台位置的关系，实现了将平面光栅尺测出的莫尔条纹数转化为工件台的位置信息。平面光栅尺测量系统在安装过程中，读头和光栅均存在沿X方向、Y方向上的平移偏差和绕X轴、Y轴和Z轴的旋转误差，本文利用组合分析的方法，推导出模型约束出安装误差的最大范围。通过仿真分析可知，模型设计精度要求为1×1010m时，读头平移误差范围在-1×10-3m～1×10-3m、读头旋转误差的范围-8×10-4rad～8×10-4rad、光栅旋转误差的范围为-1×10-4rad～1×10-4rad下，可以满足相应的设计指标，为实际的工程应用提供有效的理论依据。