本发明属于线性工作台的运动精度测量技术领域，公开了一种具有滚动角自校正功能的测量系统及方法。通过双光束来测量滚动角的方式需要从原理上保证两束光平行才能测得准确的滚动角误差，然而由于直角反射镜安装在小型二维角度调整架上，其内部弹簧部件难免在长时间后会有微小变化，以及激光本身角漂等原因，均会导致其两束光之间会产生微小角度变化，从而使双光束产生不平行度影响滚动角误差的测量精度，两束光产生不平行度的情况如附图4所示。两束光之间的不平行度会反映到两个测量俯仰角误差的实准仪上，因此可以通过双示准仪来实时监测双光束不平度之间的变化，然后将其补偿到滚动角中，便可以得到真实的滚动角误差。