La multilateración láser es un método de medición basado en la intersección de distancias de múltiples rastreadores láser que se ha utilizado ampliamente en mediciones a gran escala. Sin embargo, la disposición de los rastreadores láser tiene un gran impacto en la precisión final de la medición. Para mejorar la precisión general de la medición, en primer lugar, se establece un modelo de incertidumbre de medición basado en la multilateración láser. En segundo lugar, se establecen un algoritmo de detección de intersección láser rápido basado en una caja delimitadora k-DOPS y un algoritmo de detección de restricción de ángulo de incidencia de bola objetivo adaptativa para escenas de medición a gran escala. Finalmente, se realiza la optimización de la disposición restringida de los rastreadores láser utilizando un algoritmo genético celular mejorado. Los resultados muestran que la disposición del sistema optimizado puede lograr la cobertura total de los puntos de medición y tiene una mayor precisión de medición. En comparación con el algoritmo genético tradicional, el algoritmo genético celular mejorado converge más rápido y obtiene una mejor disposición de posición.