随着天文观测的深入发展,空间望远镜作为目前观测太空、摄取图像信息的必要精密仪器,其自身的结构以及观测技术也在不断发展。目前的空间望远镜主要分为膜基反射成像、分块可展开成像、光学干涉合成孔径成像、衍射成像等系统。本文所研究的空间相机为一种衍射成像系统,在进行望远镜相位调整时,光机结构及光学元件的相对位置,尤其是主镜与后镜组之间的相对位置和姿态会因热环境的变化和结构挠性的改变而发生变化,导致原本共线共相的结构发生变化,从而严重影响相机的成像性能。所以需要对其主镜进行位姿测量,以提供信息对于后续镜片位姿的调整。本文对于应用于空间相机的主镜位姿测量方法进行研究,主要分为以下几部分内容。第一部分:对于空间相机的结构与观测技术发展现状进行调研,并分析本文所研究的薄膜衍射成像系统主镜位姿会发生的变化。突出研究主镜位姿测量技术的意义。并对目前现存的多维度位姿测量方法进行调研,对比得出本文提出方法的优势。第二部分:分析了主镜位姿变化对于系统成像质量的影响,通过对于系统设计以及主镜公差范围内分别求出轴向色差以及横向色差,并将位姿改变前后的中心视场波前RMS以及边缘视场波前RMS做出对比。将主镜位姿与成像质量建立关系,也为后续验证空间相机主镜位姿测量方法正确性奠定基础,确立指标。第三部分:提出了一种基于激光干涉测距仪的空间相机主镜位姿信息测量技术,介绍了测量原理。解决了现有位姿测量技术中装置结构复杂、测量精度不高等问题,使得测量装置的结构简单紧凑,并根据测量方法设计了测量系统以及位姿解算程序。并对解算算法进行了仿真,验证了算法的可用性与正确性。第四部分:对上述空间相机主镜位姿测量方法进行了仿真验证和试验验证。验证了空间相机主镜位姿测量装置位姿解算程序以及测量方法的可靠性。并且在正负方向上的运动都在测量范围内,并未因为方向上的改变带来计算上的误差。平移和旋转的复合运动对于测量系统的位姿解算并没有太大的影响,体现了测量系统的稳定性。测量系统的解算结果仍能在比较小的误差范围内解算出位姿信息,说明了解算算法的正确性。并对测量系统进行了误差分析,列举了影响测量精度的误差源以及解决方案。测量方法在试验中测量范围内,位移误差能达到0.01mm,角度误差能达到0.001°,即3.6″。所提出的方法具有结构简单、非接触式、测量精度高等优势,并已经在地面样机上进行了应用,指标满足系统总体对主镜位姿测量的精度要求。