Высокая точность проверки прямолинейности направляющих различных сооружений достигается также применением коллиматора и визирной зрительной трубы. Средняя квадратическая ошибка определения отклонений направляющих от прямолинейности указанным методом составляет 10 — 15 мкм. В последние годы широкое распространение получил автоколлимационный метод контроля прямолинейности. Особенностью автоколлимационного устройств является их высокая чувствительность к незначительным угловым взаимным перемещениям автоколлиматора и отражающего зеркала, так как при повороте зеркала на какой-либо угол лучи света отклоняются на удвоенную величину поворота. При существующих системах окуляров и практически распространенных фокусных расстояниях качественный автоколлимационный блик можно обнаружить на расстоянии, не превышающем 50 м. При этом по мере удаления зеркала от объектива автоколлиматора возрастает виньетирование, автоколлимационное изображение уменьшается и яркость его падает.

Для упрощения процесса измерения и записи углов поворота отражателя возможно использовать двухкоординатный автоколлимационный отражатель — тетраэдр, две наружные грани которого посеребрены. При проверке такого отражателя относительно двух координатных осей оба автоколлимационных изображения перемещаются по двум взаимно перпендикулярным направлениям. Величина линейного смещения отражателя по каждой из осей координат пропорциональна двойному углу поворота отражателя в соответствующей плоскости.

Линейные измерения можно осуществить автоколлимационным методом сходящимся пучком лучей, сфокусированным на ребро зеркального диэдра пли триэдра. В случае применения диэдра линейные измерения осуществляются в одной плоскости. Двухкоординатную выверку обеспечивает использование триэдра. Точность данного метода вдвое выше, чем метода визирной трубы и марки. Вместе с тем ошибка из-за неправильной работы фокусирующего устройства остается такой же.

Автоколлимационные трубы двойного изображения, работающие в сходящихся пучках лучей, учетверяют по сравнению с методом «трубы и марки» точность измерений и исключают ошибки из-за непрямолинейности хода фокусирующей линзы. Для выверки направляющих большой протяженности по высоте с высокой точностью до настоящего времени основными являются методы микронивелировання. Средняя квадратическая ошибка в определении взаимного положения двух точек направляющих, находящихся друг от друга на расстоянии в 1 м, при микронивелировании составляет около 5-8 мкм.

Обладая высокой точностью, описанные методы контроля прямолинейности, трудоемки и малопроизводительны, они являются шаговыми методами, и поскольку отсчет показаний снимается визуально, то и точность, измерений во многом определяется субъективными качествами наблюдателя. Методы требуют дополнительной обработки результатов измерения.