非球面光学元件具有改善像质、校正像差、扩大视场、缩小系统结构等优点,被广泛地应用于诸多光学系统中。柱面镜作为非球面镜中的一类,在强激光系统、同步辐射光束及众多光电产品中广泛应用。本文主要研究工作在Taylor-Hobson PGI840接触式轮廓仪上完成,所测柱状非球面镜不同于其它非球面元件,由于其陡度过大,PGI840轮廓仪无法完成全口径测量,因此结合摆臂式轮廓测量的原理,设计了偏摆式测量与轮廓分段拼接的方法,并研究了轮廓拼接算法,复原出柱状非球面镜的完整轮廓,解决了PGI840无法完成高陡度柱面镜面形测量的难题。并对拼接所得的轮廓进行了轮廓参数的拟合,得出了其非球面参数。对实际测量中的三个误差来源进行了讨论及实验分析,先对轮廓仪的自身测量精度进行了标定,结果较为良好；然后对柱面镜与空间坐标轴之间的偏转角度对所测曲率半径带来的误差影响进行了分析讨论。实际测量中,通过使用载物台的四个倾斜角微调旋钮对柱面镜与X轴、Y轴之间的偏转角进行了倾斜消除,将θ角降低至0.04～0.05度范围内,并将其对曲率半径的影响控制在了6nm左右。柱面镜与Z轴之间的偏转角为实际测量的主要误差源,给出了其误差分析模型及曲率半径影响公式,并用多次重复性实验分析了角度大小与曲率半径值之间的变化关系。