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大口径分块式主镜光学系统,无论是地基望远镜还是空间遥感器,由于受到地面装调或外界环境因素(发射冲击振动、温度、重力和气压等)变化的影响,系统次镜产生失调,导致光学系统成像质量变差,需对次镜位置误差进行检测调校。目前多采用灵敏度矩阵反演法或基于无波前传感器的自适应光学校正方法实现次镜位置误差检测,但两者仅适用于系统存在中心基准镜的情况,一旦主镜无中心基准镜,两种方法均会失效。为解决该问题,本文提出了一种基于多视场波前传感信息计算次镜位置误差的方法(简称多视场测量法),建立了理论模型,开展了相关的仿真研究,该方法可为大口径分块式主镜光学系统次镜位置误差检测和校正提供新的研究思路,具有重要意义。首先,介绍了传统的灵敏度矩阵反演法和基于无波前传感器的自适应光学校正方法,分析了两种方法的适用条件,指出了使用的局限性。接着以无中心分块镜的36分块式主镜光学系统为例,仿真研究了次镜位置误差对系统像质的影响,并根据像差特点提出了多视场测量法,建立了数学模型,为后续研究工作的开展提供了理论支撑。随后,在理论研究的基础上,基于ZEMAX和MATLAB,选取不同的视场,建立了次镜位置误差检测模型,以36分块式主镜光学系统为例,研究了多视场测量法的检测精度和动态范围。结果表明:次镜位置误差的检测精度XY方向平移约为30nm,倾斜约为15";检测动态范围XY方向平移为0-1.5mm,倾斜为0-0.03°。并以空间对地光学遥感系统为例,进行了该方法的工程可行性分析。最后研究了影响多视场测量法检测精度的因素,分析了波前传感误差、视场点个数以及主镜分块个数对检测精度的影响。研究结果表明,当波前传感误差为λ/40(λ=632.8nm)时,多视场测量法的检测精度基本不受影响;而当波前传感误差增至λ/2(λ=632.8nm)时,X、Y方向平移检测精度降低了约65nm,X、Y方向倾斜检测精度降低了约1"。其次,视场点选取个数越多,多视场测量法的检测精度越高,当视场点个数由7个增加到12个时,X、Y方向平移检测精度提高了约10nm;X、Y方向倾斜检测精度提高了约1"。最后,主镜分块个数亦影响多视场测量法的检测精度,随着主镜分块数目由6块增加至36块,X、Y方向平移检测精度提高了约80nm;X、Y方向倾斜检测精度提高了约1"。