为了降低掩模台位置测量的位置误差，首先阐述了二维衍射平面光栅尺在掩模台上的布局与信号采集模块；然后运用两个二维衍射平面光栅尺建立掩模台位置测量模型；最后以双频激光干涉仪作为参考测量系统，对比两个测量系统的不确定度。实验证明:二维衍射平面光栅尺测量系统的不确定度比较低，可以有效地实现掩模台的三自由度位置超高精密测量。