随着空间垃圾的日益增多,可用的空间轨道数量日益稀缺,所以采用望远镜观测数据对人造卫星的轨道进行规划就变得尤为重要。而车载流动式望远镜相比与地基望远镜而言有着对天气、环境更强的适应能力,所以观测更加高效。而车载望远镜的流动性要求其重量要轻,适应车载运输振动以便到达观测地点后可以即时观测,针对以上问题,对车载望远镜做了以下设计和优化:首先基于机械结构和镜筒的设计指标,根据望远镜的光学系统的特点,对镜筒的三维模型进行了初步建模;同时对镜筒各参数要求进行了初步预估,为下面对望远镜关键部件的分析提供了理论模型和分析指标。其次,对望远镜镜筒关键部位,包括中间块,主镜支撑部分进行了详细设计分析和优化。本文主要采用有限元优化设计方法,对中间块和主镜支撑参数进行了优化计算。根据优化计算结果,得到中间块最终结构设计的壁厚为8mm,材料选用优质结构钢。在此条件下,中间块在承载镜筒重量时变形值为0.0006mm;在主镜水平支撑方式选取时,为了避免主镜自重对其在工作过程中的影响,选用whiffletree浮动支撑方式,并根据Hindle和Hall经验公式估算出支撑半径和所需支撑点的数量。根据支撑点的数量和预估的支撑半径,运用ANSYS和MATLAB联合优化此支撑半径,得到内环半径214.34mm,外环半径402.09mm,进而得到主镜在此条件下水平支撑时面形RMS值为5.303nm;侧支撑选取重锤支撑,侧支撑时支撑半径为412mm,面形精度RMS=1.686nm。随后对望远镜副镜结构组件在自身重力负载下变形做出了分析,最大变形值为0.025mm。对优化后的镜筒进行重量评估,质量约减轻10%,满足了车载流动性要求。最后根据流动式系统的特点,对镜筒及主镜底支撑关键部件进行了随机振动的分析,以确保望远镜可以在运输和使用过程中保持光学系统的相对稳定。结果表明,镜筒和主镜底支撑的一阶模态频率较高,在加载正常公路运输情况下的PSD谱线时,可以很好的保证望远镜的稳定,同时镜筒和主镜底支撑可以很好的保持光学系统的稳定,其3σ下的最大应力值分别为7.66Mpa和2.91Mpa。以上分析保证了车载望远镜的观测即时性,每次到达观测地点后无需二次装调。同时根据车载望远镜的工作环境,对其进行热力学分析,分析表示在0℃-50℃的温度范围内主镜最大变形量为0.077mm,满足设计要求。