随着非球面反射镜口径和顶点曲率半径的增大，传统的非球面几何参数测量不能满足要求。为实现非球面几何参数的高精度测量，针对广泛应用的补偿器检测非球面光路，开展了几何参数分析和测量方法研究。将二次常数和顶点曲率半径的理论近似误差关系与Zemax仿真进行对比验证，确定了测量需求及数据复核方法；阐述了采用激光跟踪仪测量几何参数的基本原理，说明了特征转换过程及建模、数据处理方法。测量实验结果表明，对2 m量级的测量光路，顶点曲率半径的重复性测量精度±0.039 mm，二次常数的重复性精度±2.05×10-5