本发明公开了一种基于全量程正交色散谱域干涉仪的高精度间距测量系统和方法。本发明基于谱域干涉仪布局，通过参考臂中设置的快速位移装置在多幅干涉光谱之间引入位相差，并利用实际检定的相位差来重建复干涉信号，基于复干涉信号的逆傅里叶变换获取高保真样品信息。在探测臂上使用基于虚像相控阵列和光栅的超高光谱分辨率的正交分光光谱仪进行探测，大幅提高测量量程。采用优化多通道光谱位相的光程测量方法，显著提高测量精度，并避免单通道测量可能导致的误差放大，实现快速高精度大量程的间距测量。