增大望远镜口径是提高望远镜集光能力与角分辨率最直接的手段,但随着口径的增大,传统单体式望远镜在主镜加工、结构支撑以及运输发射等方面面临很大挑战。采用拼接式主镜结构为解决这些问题的有效途径,并已成为大口径天文望远镜的发展趋势。然而,拼接式主镜结构却大大提高了系统在装调、维护等方面的难度。有研究指出,为使拼接式主镜望远镜达到等同口径单体式主镜相同的成像质量,需保证子镜间纳米级的相对位置精度。高精度的共相误差检测技术是对望远镜各子镜实施主动校正、保障望远镜成像质量的前提与关键。差分光学传递函数(dOTF)是一种基于焦面图像信息的解析镜面波前检测方法,其计算简单,可以一次测出整个光瞳的面形误差,尤其适用于大口径拼接式空间望远镜的子镜间共相误差检测,能够避免传统共相误差检测方法由于被测子镜个数多而可能导致的检测效率低、可靠性差等问题。然而,当前dOTF检测方法存在光瞳修改区域卷积模糊效应导致的拼接镜共相误差检测精度低的原理性问题。本文针对该问题进行深入探索,围绕提高dOTF在拼接镜共相误差检测中的精度与实用性展开研究,主要研究工作如下:针对dOTF固有修改区域卷积模糊效应对拼接镜共相误差检测的影响,本文提出了一种单次dOTF迭代去卷积方法,其根据遮拦某块边缘子镜引入光瞳修改的先验知识,通过检测结果对光瞳修改量进行重复的迭代估计,进而在频域实现精度逐渐提高的迭代去卷积。并且根据图像噪声大小加入合适的抑噪因子,抑制去卷积时零频信号附近噪声放大的影响。算法能在几次迭代内得到较好的结果,一定程度上提高了dOTF对拼接镜共相误差的检测精度。针对上述单次dOTF迭代去卷积方法在迭代精度方面的限制,本文提出了一种两次dOTF交叉迭代去卷积方法,其使用光瞳修改位置各异的两个dOTF,通过交叉迭代估计的方式分别估计另一个dOTF所需且受卷积影响较小的光瞳修改量,进而使用对应的光瞳修改量实现去卷积。在此基础上分析了系统存在整体性连续像差时的共相误差检测能力。相比于单次dOTF迭代去卷积方法,改进的算法提高了检测精度以及检测的可靠性。针对所提出的去卷积方法仅适用于遮拦引入光瞳修改的限制,推导了任意光瞳修改方式(遮拦、倾斜及轴向平移边缘子镜)的去卷积一般形式,揭示了光瞳修改量与修改区域原始光瞳之间的对应关系,分别仿真验证了轴向平移边缘子镜以及倾斜边缘子镜引入光瞳修改的dOTF去卷积,并且分析了光瞳修改量大小与检测精度之间的关系。另外,针对光学传递函数(OTF)相邻数据异号导致反正切函数求解相位时检测范围只有[-0.5π,0.5π]的限制,通过相位解缠算法提高dOTF检测范围至[-π,π],并且只考虑子镜倾斜误差时,使用相位解缠算法将dOTF对子镜倾斜误差的检测范围至少提高至5个波长。最后设计了具体可行的实验方案,在分析了可能影响实验结果的因素后,通过圆形单透镜分别验证了基于遮拦引入光瞳修改的dOTF与两种去卷积算法的可行性与有效性。