主次镜光学系统是空间相机、导引头、望远镜等高精密光机系统的关键部件,广泛应用于航空航天、武器装备、对地、对空探测等领域,其成像质量的好坏直接决定了精密光机系统的性能。本文选题来源于国家自然科学基金,针对主次镜光学系统装配过程难以控制的问题,研究主次镜光学系统的面形误差补偿机理及装配精度分析技术,为优化主次镜光学系统的公差分配和装配过程提供了理论依据和指导方向。全文的研究内容主要包括:（1）研究反射式光学元件的面形误差补偿算法。研究主次镜系统的光学元件面形误差检测和评价方法,并基于泽尼克多项式在圆域上相互正交的特点,确定采用基于光学元件旋转的补偿方法,基于该方法推导建立了光学元件面形误差旋转补偿模型,量化分析了各面形误差之间的相互补偿能力,为主次镜光学系统面形误差补偿提供指导方法。,（2）分析主次镜系统装配误差传播机理。基于小位移旋量变换理论对主次镜系统特征面误差进行分析,提出了通过特征面坐标测量结合最小二乘法拟合将形位误差转化为小位移旋量六个参量的方法,对主次镜系统装配误差传递机理进行分析建立了装配误差传递理论模型和装配误差补偿理论模型。（3）建立基于状态空间模型的主次镜系统装配误差分析模型。基于现代控制状态空间方程建立主次镜系统状态空间模型,在装配误差灵敏度分析的基础上,采用蒙特卡洛方法模拟特征面误差变动对装配累积误差进行预测和调整。（4）通过设计试验和仿真实验验证了主次镜系统装配精度分析模型的有效性。采用API Tracker3激光跟踪仪分别对装配误差传递理论模型、装配误差补偿理论模型和主次镜系统装配精度分析模型进行了试验验证。采用Zygo激光干涉仪对主次镜面形误差补偿进行试验验证。试验验证了本文建立的理论和模型的正确性,能够为主次镜系统的装调提供指导。