为了实现非球面面形误差的高精度测量, 研究了基于部分补偿原理的数字莫尔移相干涉技术中回程误差的消除方法。通过建立实际干涉仪和建模理想干涉仪, 并运用数字莫尔移相干涉技术, 获得实际干涉仪像面与被测非球面面形误差相关的波前; 分析了该测量系统的误差, 提出采用逆向优化法消除大面形误差时的回程误差实现被测非球面的面形误差检测。实验结果表明: 与轮廓仪结果比对, 面形误差较小时二分之一法重构面形误差, 峰谷值和均方根值分别优于λ/20, 面形误差较大时运用逆向优化法消除回程误差, 重构的非球面面形误差峰谷值和均方根值偏差均优于λ/5。基于逆向优化法的部分补偿数字莫尔移相干涉非球面检测, 有效消除了大面形误差时的回程误差, 可实现高精度的面形误差重构检测。