本发明公开了基于球杆仪与多光束激光干涉仪的垂直度误差辨识方法，该方法包括以下步骤：基于对偶四元数建立两直线轴联动的运动学模型与几何误差模型；基于球杆仪测量两直线轴联动过程中刀具相对于工件坐标系的实际距离，利用激光干涉仪测量两直线轴位置相关几何误差，将其拟合为关于X轴及Y轴位置的m阶多项式，并将其代入几何误差模型；通过误差辨识得到两直线轴间的垂直度误差；所提出的方法避免了位置相关几何误差的影响，从而有效辨识两直线轴间的垂直度误差。