针对工业机器人和形貌传感器组成的三维形貌机器人测量系统精度低的问题, 提出一种基于室内全局定位系统（iGPS）的三维形貌复杂曲面测量系统, 并介绍了该测量系统的总体设计方案, 建立了相应的数学模型。对长度测量精度和重复测量精度进行实验验证, 结果表明, 此测量系统在大型复杂曲面形貌测量中具有较高的精度及可靠性。对包含双拱形曲面的大尺寸工件进行形貌测量, 测量结果验证了此测量系统的可行性。