本发明公开了一种大型建筑物多目标微位移测量方法，属于建筑物变形监测技术领域。本方法在被测物体上安装P个无源角反射器，在远离被测物体处安装阵列雷达。天线阵辐射信号照射所有角反射器并接收混合回波信号，并行形成P个最优波束分离出每个角反射器的回波信号，每个波束在需要分离的角反射器回波信号方向上增益最大，接收信号功率最强；在其它P-1个角反射器回波方向上形成零陷，将干扰降至最小。检测发射信号与恢复的各角反射器回波信号相位差，将相位差变化量转换为各角反射器的微位移量。本方法解决了多个角反射器回波信号很难分离的问题，实现了多目标微位移测量，抗干扰能力强，能够很好地应用于建筑物的微位移测量中。