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空间姿态参数的精确测量对惯性导航、工业监测、仪器标定、量子计量等应用至关重要。该工作通过理论研究和实验验证，利用厄米高斯后选择双弱值系统与两套高阶模平衡零差探测相结合，实现了偏航角和俯仰角的同时测量，从而完成光束偏转的完整表征。系统中两个暗端口输出的TEM10和TEM01模式所包含的偏航角与俯仰角信号可被独立测量。实验测得光束偏转的最小可测偏航角与俯仰角分别为83皮弧度和89皮弧度，对应位移量分别为0.79皮米和0.85皮米。该研究将光束偏转测量扩展到二维空间，为未来高精度多参数空间精密探测提供了新思路。