针对机器人大范围位姿精准测量问题，提出一种大视场位姿测量的变焦测量方法。利用变焦图像匹配点的单应矩阵进行变焦内参动态计算，根据变焦前后靶标位姿求解相机坐标系变换，给出与变焦参数相关的PnP算法，考虑畸变后进行参数优化，并提出缩放和对焦两步变焦控制策略。提出一种基于图像模板的靶标板位姿测量算法，在靶标可视姿态均能稳定检测并区分标志点。对变焦测量系统进行误差测量实验和大场景跟踪实验，结果表明，不同变焦参数下均具有较高的单点测量精度，平均位置精度最高21.8 μm，在400~1600 mm范围误差0.