تتراوح تصاميم المراحل الخطية من منصات طويلة الشوط وعالية الأحمال إلى مراحل تحديد المواقع الدقيقة والنانومترية ذات الأحمال الخفيفة. على الرغم من أن جميع المراحل الخطية مصممة ومبنية لتوفير دقة عالية في تحديد المواقع وقابلية تكرار عالية، وتقليل الأخطاء الزاوية والمستوية، إلا أن مراحل تطبيقات تحديد المواقع الدقيقة والنانومترية تتطلب اعتبارات إضافية في اختيار المكونات وتصميمها لتحقيق هذه الحركات الدقيقة جدًا.

يشير تحديد المواقع الدقيقة إلى التطبيقات التي تكون فيها الحركات صغيرةً جدًا، مثل ميكرون واحد، أو ميكرومتر واحد. (الميكرون هو جزء من مليون من المتر، أو 1.0 × 10-6 متر).
يشير تحديد المواقع النانوية إلى تطبيقات تكون فيها الحركات صغيرةً جدًا، تصل إلى نانومتر واحد. (النانومتر الواحد يساوي جزءًا من مليار من المتر، أو 1 × 10-9 متر).

لتحقيق تحديد المواقع في نطاق الميكرون أو النانومتر، يتمثل أحد مبادئ التصميم الرئيسية في إزالة أكبر قدر ممكن من الاحتكاك. ولهذا السبب، تعتمد مراحل تحديد المواقع النانوية حصريًا على تقنيات القيادة والتوجيه غير التلامسية. على سبيل المثال، عادةً ما يتم توفير القوة الدافعة لجهاز تحديد المواقع النانوية بواسطة محرك خطي، أو مشغل بيزو، أو محرك ملف صوتي. من ناحية أخرى، يمكن تحقيق تحديد المواقع الدقيقة غالبًا باستخدام أنظمة دفع ميكانيكية تقليدية مثل براغي الكرة والرصاص، مع أن المحركات الخطية تُستخدم أحيانًا أيضًا في تطبيقات تحديد المواقع الدقيقة.

تشمل تقنيات التوجيه الخالية من الاحتكاك المستخدمة في تحديد المواقع النانوية محامل هوائية، وأدلة مغناطيسية، وآليات ثني. ولأن هذه التقنيات لا تتضمن تلامسًا دحرجيًا أو انزلاقيًا، فإنها تتجنب أيضًا رد الفعل العكسي والتوافق اللذين يُضعفان دقة تحديد المواقع في ناقلات الحركة الميكانيكية التقليدية. بالنسبة لمراحل تحديد المواقع الدقيقة، عادةً ما تكون الأدلة الخطية غير المُعاد تدويرها هي الخيار الأمثل، لأنها لا تتعرض لنبضات ومستويات احتكاك متفاوتة من الكرات التي تدخل منطقة الحمل وتخرج منها. ومع ذلك، فقد تم تحسين بعض الأدلة الخطية المُعاد تدويرها عالية الدقة لتقليل هذه النبضات واختلافات الاحتكاك، مما يجعلها مناسبة لتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة - وخاصةً تلك ذات الأطوال الإجمالية الأطول للأشواط.

بالإضافة إلى الاحتكاك والارتداد العكسي، يمكن لتأثيرات أخرى، مثل التباطؤ والزحف، أن تؤثر على قدرة النظام على تحديد المواقع على مستوى الميكرون أو النانومتر. ولمعالجة هذه التأثيرات، تُشغَّل عادةً مرحلتا تحديد المواقع الدقيقة والنانومترية في نظام حلقة مغلقة باستخدام جهاز تغذية راجعة للموضع بدقة أعلى بكثير من دقة تحديد المواقع المطلوبة. وهذا يعني غالبًا دقة ميكرون واحد (أو أفضل) لتطبيقات تحديد المواقع الدقيقة، ودقة نانومتر واحد لمتطلبات تحديد المواقع النانومترية.

تشمل التقنيات التي توفر هذه الدقة العالية للغاية مُشفِّرات بصرية بمقياس زجاجي، ومستشعرات سعوية، ومشفِّرات قائمة على مقياس التداخل. ومع ذلك، نظرًا لأن مراحل تحديد المواقع النانوية عادةً ما تكون أجهزة صغيرة جدًا، فإن المُشفِّرات السعوية - التي يُمكن بناؤها في مساحة صغيرة جدًا - تُعدّ الخيار الأمثل عادةً. بالنسبة لمراحل تحديد المواقع الدقيقة، تُستخدم أحيانًا مُشفِّرات مغناطيسية عالية الدقة أيضًا - خاصةً عندما تنطوي البيئة على درجات حرارة متقلبة أو رطوبة عالية.

على الرغم من تصميمها وبنيتها الخاصة، فإن مراحل تحديد المواقع الدقيقة والنانو سهلة التخصيص نسبيًا - لا سيما من حيث المواد والتشطيبات والتحضيرات الخاصة - وتُستخدم في تطبيقات فريدة. على سبيل المثال: المراحل المصنوعة من مكونات خالية من الاحتكاك مناسبة عادةً لتطبيقات الغرف النظيفة والفراغ، لأنها لا تُنتج جسيمات دقيقة نتيجة احتكاك التدحرج أو الانزلاق، ولا تتطلب تزييتًا. وإذا لزم إصدار غير مغناطيسي، يمكن استبدال المكونات الفولاذية القياسية بسهولة ببدائل غير مغناطيسية دون القلق بشأن انخفاض سعة التحميل. في العديد من التطبيقات التي تُستخدم فيها مراحل تحديد المواقع الدقيقة والنانو، يتضمن تصميم الآلة ميزات مثل آليات التخميد التي يمكنها مواجهة حتى أدنى الاهتزازات، وخوارزميات تحكم متقدمة للتعويض عن الاضطرابات.