本发明提供了一种航天器总装自动化指向测量设备、方法及系统，包括：安装定位分系统：包括航天器停放台、环形转台和竖直运动支架；光电自准直分系统：包括光电自准直仪、第一二维转台和第一双轴水平仪；基准分系统：包括平面镜、第二二维转台，第二双轴水平仪；控制分系统：负责航天器总装自动化指向测量设备的运动测控和测量结果解算。本发明通过设计基准分系统与光电自准直分系统互瞄将测量坐标系统一到基准分系统，消除环形转台和竖直支架定位精度对测量精度的影响，减少影响测量精度的误差项，该系统采用数模驱动和视觉引导实现待测立方镜的概略准直，减少对操作人员的依赖，本发明介绍的测量方法自动化程度、测量效率和测量精度更高。