本发明涉及一种高精度复合测量装置和方法，装置包括柱形腔体，其内部填充有中空的高介电常数圆柱；可移动非金属杆，插入于高介电常数圆柱的空腔中心，一端伸出柱形腔体外与待测对象接触，另一端连接金属杆；金属杆，包裹有弹簧，与射频同轴腔的金属芯结构连接，并可在弹簧驱动下插入金属芯结构中；射频同轴腔，其结构由外至内依次为保护绝缘层、外导体、绝缘介质层和金属芯，金属芯与柱形腔体衔接的部分内有空气柱，空气柱通过通气孔连接外界空气；信号收发装置，通过同轴接头与射频同轴腔相连，用于发射和接收射频信号。可以实现复合的精度测量，具有广泛的适用性和灵活性。