针对精密定位平台大行程下定位精度不足的问题，提出一种基于非共光路外差激光干涉反馈的新型纳米精密定位系统。系统由非共光路外差激光干涉和高精度光栅构成复合反馈，保留了高精度光栅大行程高分辨率的优势，同时结合非共光路外差激光干涉协同定位，消除了光栅的安装误差和变形对定位精度的影响，提升了大行程下的定位精度。系统采用基于BP神经网络的预测微调定位技术，一定程度上提升了定位效率。实验结果表明，在100mm行程范围内，系统轴线双向定位精度可以达到28nm

轴线重复定位精度可以达到26nm。通过预测定位，定位结束门限设定为20nm时，系统定位微调时间可由1.65s以内缩短至0.6s以内。5mm/s的速度下，系统跟随误差可达100nm。