本发明属于激光干涉测速装置领域，尤其是一种双模式、超高速运动物体速度测量装置及方法。现有的位移干涉仪在测量10km/s以上超高速度时，需要12GHz以上带宽的示波器才能完整记录干涉信号；现有的速度干涉仪在测量高加速度过程中会出现干涉条纹丢失的现象。本发明能够高分辨率地测量10km/s以上超高速运动物体速度随时间的变化历史，采用了全光纤结构，系统紧凑、免调试，使用方便。本发明光发射与接收处理模块分别与位移干涉模块的光纤合束器输入端、速度干涉模块第三光纤分束器输入端连接，位移干涉模块的微波混频器输出端、速度干涉模块的光电探测器输出端分别对应与示波器输入端连接，示波器输出端与信号处理计算机连接。