随着光机电一体化的迅猛发展,光机系统的大视场、高分辨率、小型化轻量化已经成为科研工作者与用户不断追求的目标,这三个性能之间又存在互相牵制的情况。单口径光学系统中大视场与高分辨率本身存在一定矛盾,即使能够做到同时兼具大视场与高分辨率,结构的体积重量与复杂程度也势必会大大增加。一种新的成像方式—多孔径光学系统应运而生,多孔径结构通过各个子孔径之间视场重叠的部分进行拼接,可以扩大总体的视场范围,通过对图像超分辨率重构可以达到提升分辨率的效果,并且和与之相当光学性能的单口径光学系统相比,体积质量有了明显减小,目前对多孔径光学系统及相关技术的研究方兴未艾。本文首先分析了多孔径光学系统的特点以及光轴一致性的意义,对国内外多孔径光学系统的现状以及几种常用的光轴平行性检测方法进行了总结,并描述了振动对多孔径光学系统光轴平行性的影响。针对以上问题设计了一款三孔径光机结构,选用强度高,加工性能优良的铝合金材料作为光机结构的主体材料,对镜头、探测器、减振器进行了选型,对探测器与外壳结构的连接方式进行了设计,并对多孔径结构每个子孔径的位置进行了排布。利用三维建模软件CATIA对结构进行了模型的建立。其次,通过有限元软件Ansys Workbench对设计好的三孔径光机结构进行力学仿真,静力学仿真和动力学仿真均需要进行。通过静力学分析对光机结构的强度和刚度进行了校核,通过动力学分析对无人机的振动情况进行仿真分析,先对结构完成模态分析,得出三孔径光机结构的前六阶基频和振型;对结构进行简谐响应分析,得到给定频率段内的幅频响应曲线;对结构进行随机振动分析,得到采样点的加速度响应。然后,利用大口径平行光管对三孔径结构的光轴进行平行性检测和校正,利用拍摄到的圆形分划图像进行处理得到各个光斑中心坐标,进而通过计算得到光轴之间的夹角。对光机结构进行力学振动实验,对结构进行了正弦振动与随机振动实验,得到加速度响应,验证有限元仿真结果的可信度,结果表明实验数据与仿真所得数据接近。振动后再次对多孔径结构进行光轴平行性检测,得到振动对光轴平行性的影响,结果显示,振动对光轴平行性的影响程度在指标范围以内。最后对整个实验的流程进行精度分析,考虑各个环节的误差,最终结果表明该光机结构设计合理。