旋转双棱镜光束扫描技术是指通过一对楔形棱镜共轴独立旋转的方式,对光束指向进行调整与定位的技术,具有扫描范围大、指向精度高、响应频率高等特点,广泛应用于激光雷达、红外对抗、工业测量等领域。旋转双棱镜在整个扫描的过程中无需掉头,调整速度比和角度差将棱镜组同向旋转即可实现对不同图形的扫描。旋转双棱镜高精度扫描应用的前提是解算目标指向与两个棱镜之间旋转角度的数学关系,然而棱镜本身复杂的光学特性使精确解算两者关系的过程复杂且耗时。针对精确解算过程效率与精度之间的矛盾,提出了一种基于误差拟合的棱镜解算优化技术,适合旋转双棱镜的正向和反向解算问题,在保证精确解算的同时,大幅度提升了解算效率。仿真结果表明,采用基于误差拟合的优化方法解算精度与采用非近轴光线追迹法的精确解算的精度相当,达到10^-3″量级,但耗时仅有非近轴光线追迹法的1/20。通过控制两个棱镜同向旋转可实现往返式螺线扫描方式,该扫描方式可以满足视场可控、覆盖率可控、周期可控、速度稳定等指标。实验结果表明,该扫描方式兼顾上述指标,在整个扫描过程中棱镜不需要调头,而是连续往一个方向旋转,伺服误差控制在3″范围内。但由于扫描轨迹设置以及受电机最大速度、加速度等因素的限制,在最大张角和最小张角附近,棱镜的速度依然存在一定的突变,造成过大的伺服控制误差。针对此问题,采用滤波与插值结合的方法优化扫描轨迹。该方法在抑制棱镜速度突变方面具有良好的效果。降低了因速度突变而导致的伺服控制误差,从约1100″减小至350″内,减少至原来的1/3。本文通过建立旋转双棱镜光束指向模型,立足于近似解算与精确解算方法中的解算误差,以误差拟合的方式,对近似解算方法进行误差补偿,优化了棱镜解算的过程,兼顾了棱镜解算的精度与效率,为旋转双棱镜快速高精度解算方法提供了新的技术途径。在后续的工作中可以结合快速高精度伺服控制系统完善对快速扫描技术的研究。