一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法

摘要

本发明涉及望远镜装调技术领域，具体涉及一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，能够针对大型地基自适应望远镜的光瞳偏移进行修正，保证望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合，并且创造性地提出了基于次镜无慧差点来进行主光学系统的光轴与机下自适应平台光轴进行对准，在对主光学系统光轴改变的同时保证了主镜及次镜的系统波前，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化，可以使望远镜的自适应校正效果达到最佳的状态。本申请对系统的光轴偏移进行实时补偿修正，提高自适应系统的校正效果。

权利要求

1.一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：搭建望远镜系统，使其具备拍摄恒星条件；其中，所述拍摄恒星调节至少包括保证望远镜的俯仰角度不变的情况下，保证在所述望远镜方位转动时，所述望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合；

S200：在保证所述望远镜方位角度不变的情况下，通过转动所述望远镜的俯仰角度，根据所述望远镜系统的成像平台内精跟踪与哈特曼探测器对所述望远镜光轴变化进行测量，根据实测的测量数据，调整所述望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证所述望远镜系统的主光学系统波前不变的前提下，消除所述望远镜的弯沉引起的光轴变化；

S300：通过所述望远镜跟踪卫星目标，机下自适应校正平台对卫星目标跟踪闭环并实时校正，通过所述哈特曼探测器内有效子孔径的个数来验证所述望远镜的光瞳偏移修正是否完成，若依旧存在偏差，则重复上述步骤S100及S200，直至光瞳偏移修正完成为止。

2.根据权利要求1所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述搭建望远镜系统，使其具备拍摄恒星条件；其中，所述拍摄恒星调节至少包括保证望远镜的俯仰角度不变的情况下，保证在所述望远镜方位转动时，所述望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合具体为：S101：所述望远镜系统具备拍星条件，保证所述望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星，若恒星不在机下自适应校正平台中的精跟踪探测器靶面同一位置，由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，则通过数据分析得到该轨迹的中心位置，通过调整所述机下自适应校正平台中的两块反射镜，将北向拍摄的恒星调整至所述精跟踪探测器中心位置并保证所述哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心；

S102：保证所述望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星；经过上述调整后，恒星像位于所述精跟踪探测器靶面同一位置，此时观测所述哈特曼探测器中的画圈现象；由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时所述哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；通过调整三镜的平移和倾斜值，将所述哈特曼探测器中轨迹的中心位置调整至所述哈特曼探测器网格中心，此时所述精跟踪探测器及所述哈特曼探测器中恒星像均绕各自探测器中心位置画圈；

S103：重复上述步骤S101中：通过调整机下自适应校正平台中的两块反射镜，将北向拍摄的恒星调整至所述精跟踪探测器中心位置并保证所述哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心，此时则完成了所述主光学系统光轴与所述机下自适应校正平台光轴重合。

3.根据权利要求2所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述保证所述望远镜的俯仰角不变具体为：

保证所述望远镜俯仰角45度角不变。

4.根据权利要求3所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述在保证所述望远镜方位角度不变的情况下，通过转动所述望远镜的俯仰角度，根据所述望远镜系统的成像平台内精跟踪与哈特曼探测器对所述望远镜光轴变化进行测量，根据实测的测量数据，调整所述望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，消除所述望远镜的弯沉引起的光轴变化具体为：保证所述望远镜方位角不变，俯仰角从0度至90度范围内，以预设调整角度为间隔各对符合预设条件的恒星进行拍摄；其中，由于所述望远镜弯沉的存在，所述精跟踪探测器靶面不在同一位置，由于拍星过程转动所述望远镜俯仰90度，则不同俯仰角下恒星像在所述精跟踪探测器的轨迹应为四分之一的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；

通过调整所述望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，将各个俯仰角下所述精跟踪探测器中恒星像调整至步骤S103结束后所述精跟踪探测器中的中心位置，消除所述望远镜弯沉引起的光轴变化。

5.根据权利要求4所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述预设调整角度为15度。

6.根据权利要求5所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述望远镜系统的主镜为碳化硅材料的主镜。

7.根据权利要求6所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，采用主动支撑的方式保证所述主镜的面型精度。

8.根据权利要求7所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，通过液压支撑系统调控的方式实现所述主镜位置高精度恒定，使所述主镜光轴保持不变。

9.根据权利要求8所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，所述望远镜系统设置有用于支撑所述次镜的支撑结构，采用六轴平台的方式实现所述次镜及所述支撑结构的五维姿态调整，以补偿因重力及温度变化造成主光学系统位置偏差及光轴偏差。

10.根据权利要求1所述的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，其特征在于，通过调整三镜平移及倾斜方式来消除所述望远镜系统的哈特曼相机画圈情况，以保证在望远镜方位转动时，所述望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。

说明书

一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法

技术领域

[0001] 本发明涉及望远镜装调技术领域，具体而言，涉及一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法。

背景技术

[0002] 随着地基望远镜口径不断增大，卡式主光学系统桁架重量不断增大，主光学系统后截距不断增长，因结构和温度变化引起的失调误差造成的成像质量下降问题越来越显著，尤其针对自适应高分辨力成像系统的影响愈发严重，失调误差的补偿方式已成为地基大口径望远镜的研究重点和难点。以经典的卡式主次镜系统为例，光学系统的失调误差主要是次镜随俯仰角变化的重力弯沉以及温度变化的主次镜相对位置变化，导致系统光轴偏移，经过库德光学系统折转到机下成像系统后，会使得系统光瞳位置偏移。对于自适应成像光学系统，哈特曼测量系统及变形镜系统分别放置于主镜的光瞳位置，其中变形镜为主镜的出瞳，哈特曼探测器为变形镜的出瞳。光瞳偏移导致主镜的映射面在变形镜光学表面进行画圈运动，随着主镜口径的增大、系统后截距变长，画圈运动影响越发增强，严重影响自适应高分辨成像系统的校正效果，影响成像质量。

[0003] 失调误差是影响地基大口径自适应望远镜成像性能的主要因素。在望远镜失调误差校正方面，欧洲南方天文台在NTT望远镜上首先使用了基于主动光学的失调误差校正方法，利用波前传感器来监视整个系统的波前函数，并分解为主光学系统的相对偏移量，以此为反馈实现主光学系统失调误差的校正，其中VLT望远镜针对离焦、偏心和倾斜分别采用相对独立的三个调整机构来实现失调误差补偿，MMT望远镜采用变形镜进行失调误差补偿。在国内，车驰骋等利用矢量波像差理论，建立了系统失调误差和波前zenike像差系数的关系，通过像差系数的测量反向计算出次镜位置误差，实现失调误差的校正。

[0004] 从原理上，次镜位置偏差导致系统产生离焦、慧差，通过次镜的五维调整机构Hexapod平台可以很轻易对其进行补偿校正，而从系统的角度，这种补偿校正方式无法校主光学系统光轴的变化，而库德光路的基准是主光学系统三镜折转后的光轴与俯仰轴重合、六镜折转后的光轴与方位轴重合，这种光轴的偏移对光瞳偏移的影响依旧存在并影响着自适应高分辨力成像系统的校正效果。

[0005] 对于小口径自适应望远镜，由于主镜即次镜支撑系统重量较轻，并且由于主镜通光口径有限，主光学系统后截距(库德光路长度)较短，不会引起较大的光瞳偏移现象。而对于口径达到4米量级的望远镜系统，其主光学系统后截距达到了56m，库德光路长度随之增长，画圈运动影响越发增强，严重影响自适应高分辨成像系统的校正效果，影响成像质量。

[0006] 长春光机所研制的4米望远镜系统是国内最大口径地基高分辨力望远镜，国内已建成的大口径自适应望远镜如成都光电所1.8m自适应望远镜及长春光机所2m望远镜，其光瞳偏移现象也不明显，虽然在装调过程中会出现光瞳画圈的问题，但通过在望远镜装调过程中调整三镜位置，使得通过三镜折转的光束与俯仰轴完全重合，便可以解决光瞳未对准的问题。这种方法针对2m口径以下的望远镜可行，但对于口径达到4m量级的望远镜，望远镜在跟踪过程中，随着指向的变化不可避免的带来望远镜弯沉效应引起的光轴变化，因而对于4m量级的望远镜光瞳偏移修正的方法还有待于进一步发展。

发明内容

[0007] 本发明实施例提供了一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，以至少解决现有望远镜光瞳偏移的技术问题。

[0008] 根据本发明的一实施例，提供了一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，包括以下步骤：

[0009] S100：搭建望远镜系统，使其具备拍摄恒星条件；其中，拍摄恒星调节至少包括保证望远镜的俯仰角度不变的情况下，保证在望远镜方位转动时，望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合；

[0010] S200：在保证望远镜方位角度不变的情况下，通过转动望远镜的俯仰角度，根据望远镜系统的成像平台内精跟踪与哈特曼探测器对望远镜光轴变化进行测量，根据实测的测量数据，调整望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证望远镜系统的主光学系统波前不变的前提下，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化；

[0011] S300：通过望远镜跟踪卫星目标，机下自适应校正平台对卫星目标跟踪闭环并实时校正，通过哈特曼探测器内有效子孔径的个数来验证望远镜的光瞳偏移修正是否完成，若依旧存在偏差，则重复上述步骤S100及S200，直至光瞳偏移修正完成为止。

[0012] 进一步地，搭建望远镜系统，使其具备拍摄恒星条件；其中，拍摄恒星调节至少包括保证望远镜的俯仰角度不变的情况下，保证在望远镜方位转动时，望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合具体为：

[0013] S101：望远镜系统具备拍星条件，保证望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星，若恒星不在机下自适应校正平台中的精跟踪探测器靶面同一位置，由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，则通过数据分析得到该轨迹的中心位置，通过调整机下自适应校正平台中的两块反射镜，将北向拍摄的恒星调整至精跟踪探测器中心位置并保证哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心；

[0014] S102：保证望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星；经过上述调整后，恒星像位于精跟踪探测器靶面同一位置，此时观测哈特曼探测器中的画圈现象；由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；通过调整三镜的平移和倾斜值，将哈特曼探测器中轨迹的中心位置调整至哈特曼探测器网格中心，此时精跟踪探测器及哈特曼探测器中恒星像均绕各自探测器中心位置画圈；

[0015] S103：重复上述步骤S101中：通过调整机下自适应校正平台中的两块反射镜，将北向拍摄的恒星调整至精跟踪探测器中心位置并保证哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心，此时则完成了主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。

[0016] 进一步地，保证望远镜的俯仰角不变具体为：

[0017] 保证望远镜俯仰角45度角不变。

[0018] 进一步地，在保证望远镜方位角度不变的情况下，通过转动望远镜的俯仰角度，根据望远镜系统的成像平台内精跟踪与哈特曼探测器对望远镜光轴变化进行测量，根据实测的测量数据，调整望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化具体为：

[0019] 保证望远镜方位角不变，俯仰角从0度至90度范围内，以预设调整角度为间隔各对符合预设条件的恒星进行拍摄；其中，由于望远镜弯沉的存在，精跟踪探测器靶面不在同一位置，由于拍星过程转动望远镜俯仰90 度，则不同俯仰角下恒星像在精跟踪探测器的轨迹应为四分之一的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；

[0020] 通过调整望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，将各个俯仰角下精跟踪探测器中恒星像调整至步骤 S103结束后精跟踪探测器中的中心位置，消除望远镜弯沉引起的光轴变化。

[0021] 进一步地，预设调整角度为15度。

[0022] 进一步地，望远镜系统的主镜为碳化硅材料的主镜。

[0023] 进一步地，采用主动支撑的方式保证主镜的面型精度。

[0024] 进一步地，通过液压支撑系统调控的方式实现主镜位置高精度恒定，使主镜光轴保持不变。

[0025] 进一步地，望远镜系统设置有用于支撑次镜的支撑结构，采用六轴平台的方式实现次镜及支撑结构的五维姿态调整，以补偿因重力及温度变化造成主光学系统位置偏差及光轴偏差。

[0026] 进一步地，通过调整三镜平移及倾斜方式来消除望远镜系统的哈特曼相机画圈情况，以保证在望远镜方位转动时，望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。

[0027] 本发明实施例中的大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，能够针对大型地基自适应望远镜的光瞳偏移进行修正，保证望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合，并且创造性地提出了基于次镜无慧差点来进行主光学系统的光轴与机下自适应平台光轴进行对准，在对主光学系统光轴改变的同时保证了主镜及次镜的系统波前，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化，可以使望远镜的自适应校正效果达到最佳的状态。本申请对系统的光轴偏移进行实时补偿修正，提高自适应系统的校正效果。

附图说明

[0028] 此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

[0029] 图1为本发明大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法的流程图；

[0030] 图2为本发明光瞳偏移修正流程总体实施过程图；

[0031] 图3为本发明4m级地基望远镜系统简图；

[0032] 图4本发明主光学系统拍摄示意图；

[0033] 图5为本发明哈特曼探测器采集的星点像图。

具体实施方式

[0034] 为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

[0035] 需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

[0036] 为了实现主次镜失调误差的补偿以及光轴变化量的补偿，在基于望远镜指向误差修正完成后，本文基于哈特曼探测器主光学系统光轴定标方法及光瞳偏移补偿技术，对系统的光轴偏移进行实时补偿，提高自适应系统的校正效果。基于现有技术的不足，本发明基于哈特曼探测器主光学系统光轴定标方法及光瞳偏移补偿技术，对系统的光轴偏移进行实时补偿，提高自适应系统的校正效果。首先，详细介绍主光学系统光轴偏移的产生原因。然后，简要介绍光轴标定及补偿流程，基于卡式系统主次镜零慧差点理论，在此基础上提出了哈特曼相机与标定相机双探测器光轴标定补偿方法。再次，以标定数据为基准对望远镜进行调整，消除光瞳偏移现象。最后，以机下自适应高分辨力成像系统实际校正过程中哈特曼探测器的有效子孔径点个数来验证本文提出的修正方法的有效性。

[0037] 参考图3和图4，本发明是针对4m口径地基大口径自适应望远镜所产生的光瞳偏移进行修正，因而具体实施例对该望远镜系统具体结构做如下叙述：

[0038] 本实施例中，的4m级地基望远镜系统简图如图3所示，总体高度12.5m，宽度5.8m，总体质量接近90吨。从光机结构角度，望远镜主要包括跟踪架、主镜、次镜、库德系统、机下自适应校正平台及多个成像终端等，本实施例中为了简化分析流程，仅考虑前五部分。

[0039] 跟踪架是望远镜光学系统的载体，通过俯仰轴系及方位轴系高精度回转实现望远镜对各个天区目标的高精度跟踪测量。跟踪架与各光学系统的互相连接关系如图3所示。

[0040] 主镜材料选用SiC，具有比刚度答、重量轻、热传导性好的优点。4m 量级主镜随俯仰变化的重力变形严重，需采用主动支撑的方式保证主镜超高的面型精度，通过液压支撑系统实现主镜位置高精度恒定，主镜光轴保持不变。次镜系统通过桁架与望远镜四通相连。此外，次镜及其支撑结构采用高精度Hexapod平台实现五维姿态调整，以补偿因重力及温度变化造成主光学系统位置偏差及光轴偏差。

[0041] 通过详细的光学设计实现哈特曼探测的光瞳匹配，并通过光谱分光实现标定相机与哈特曼探测协同成像。库德系统通过4片反射镜的折转，实现机下自适应校正平台与主光学系统的衔接，并保证随着望远镜指向改变主光学系统焦点位置不发生变化。自适应系统由中继系统、精跟踪系统、千单元变形镜、哈特曼探测及高精度成像系统组成，最为成像终端实现对目标的高分辨力成像。

[0042] 本发明针对地基大口径自适应望远镜在观测过程中光瞳偏移进行修正，而望远镜在跟踪过程中的失调误差是引起光瞳偏移的主要原因。以经典的卡式主次镜系统为例，光学系统的失调误差主要是主次镜随俯仰角变化的重力弯沉以及温度变化的主次镜相对位置变化，导致系统光轴偏移。经过库德光学系统折转到机下成像系统后，通过精跟系统对目标闭环跟踪，实现稳像的功能，随着目标方位角、俯仰角变化，经过稳像后的光束照到光瞳面会产生一定量的位置偏移。对于自适应成像光学成像，哈特曼测量系统及变形镜系统分别放置于主镜的光瞳位置，光瞳偏移导致主镜的映射面在变形镜光学表面进行画圈运动，随着主镜口径的增大、系统后截距变长，画圈运动影响越发增强，严重影响自适应高分辨成像系统的校正效果，影响成像质量。从望远镜结构角度，造成望远镜光瞳偏移的主要原因包括：

[0043] 1)主镜支撑组件变形所导致的主镜位置偏差：由于主镜支撑结构中采用了柔性杆的来减小光学材料与结构材料温度变化的偏差，导致了主镜支撑结构刚度下降，主镜在重力作用下使其相对于主镜室产生位置偏差和角度偏差，且偏差随着望远镜俯仰角度的变化而随之改变。本文中主镜通过主动支撑技术保证主镜绝对位置偏差为0.02mm，对光轴偏移影响可以忽略；

[0044] 2)桁架重力变形所导致的次镜偏差：如图3所示，在高度方向上，桁架的跨度非常大，接近5.5m，尽管桁架结构中采用了直径很大的杆件，但由于环梁以及四翼梁等结构载荷非常大，接近1.5吨，次镜位置随着重力方向变化而出现位置偏差及角度偏差；

[0045] 3)热变形导致失调误差：环境温度变化将会导致结构出现热变形，使主次镜偏离理论位置，其中主要造成了主次镜间隔出现偏差，随着望远镜口径增大，主镜光轴相对于四通平面垂直度偏差影响效果加重，主次镜间隔偏差同样会引起主次镜相对位置偏差。

[0046] 尽管可以分析出每种影响光瞳偏移变化的原因，但对于望远镜在观测目标过程中所有影响因素叠加在一起后造成的光瞳偏移的变化规律和量级相当复杂。本发明提出了基于哈特曼探测器主光学系统光轴定标方法及光瞳偏移补偿技术，对系统的光轴偏移进行实时补偿修正，提高自适应系统的校正效果。

[0047] 参见图1至图4，根据本发明一实施例，提供了一种大口径自适应望远镜光瞳偏移修正方法，包括以下步骤：

[0048] S100：搭建望远镜系统，使其具备拍摄恒星条件；其中，拍摄恒星调节至少包括保证望远镜的俯仰角度不变的情况下，保证在望远镜方位转动时，望远镜系统的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。

[0049] 在望远镜整体搭建完成后，并且具备拍摄恒星条件，保证望远镜俯仰角度不变的情况下，通过调整三镜平移及倾斜来消除哈特曼相机画圈情况，即保证在望远镜方位转动时，经过库德光路的主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。望远镜系统包括主光学系统(作用是能量收集)、库德系统(作用是光路折转)、机下自适应校正平台(作用是光学成像)；主光学系统为主要包括主镜及次镜组成的系统。

[0050] 步骤S100具体包括：

[0051] S101：望远镜系统具备拍星条件，保证望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星，若恒星不在机下自适应校正平台中的精跟踪探测器靶面同一位置，由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，则通过数据分析得到该轨迹的中心位置，通过调整机下自适应校正平台中的两块反射镜，将北向拍摄的恒星调整至精跟踪探测器中心位置并保证哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心。

[0052] 在望远镜具备拍星条件后，保证望远镜俯仰角不变，具体可以为北极星的俯仰角度45°，按东南西北四个方位各找一个亮度合适的恒星(该亮度合适可以预先进行设置，选择亮度符合预设条件的恒星)，判断其是否均位于机下自适应校正平台中精跟踪探测器靶面同一位置；若不在同一位置，由于拍星过程转动望远镜方位360度，则四个方位在精跟踪探测器的轨迹应为完整的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；通过调整机下自适应校正平台中pick‑up镜(主光学系统经过库德光路后与机下自适应平台连接折转的两块反射镜)，将北极星调整至精跟踪探测器中心位置并保证哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心，即完成第一步调整，哈特曼探测器采集的星点像如图5所示。

[0053] S102：保证望远镜的俯仰角不变，按照东南西北四个方位拍摄一个亮度符合预设条件的恒星；经过上述调整后，恒星像位于精跟踪探测器靶面同一位置，此时观测哈特曼探测器中的画圈现象；由于拍星过程转动望远镜方位360度角，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；通过调整三镜的平移和倾斜值，将哈特曼探测器中轨迹的中心位置调整至哈特曼探测器网格中心，此时精跟踪探测器及哈特曼探测器中恒星像均绕各自探测器中心位置画圈。

[0054] 保证望远镜俯仰角不变(北极星的俯仰角度45°)，按东南西北四个方位各找一个亮度合适的恒星，经过步骤101调整后，恒星像位于精跟踪探测器靶面同一位置，此时观测哈特曼探测器中的画圈现象；由于拍星过程转动望远镜方位360度，则四个方位时哈特曼探测器中轨迹应为完整的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置；通过调整三镜的平移和倾斜值，将哈特曼探测器中轨迹的中心位置调整至哈特曼探测器网格中心，此时精跟踪与哈特曼探测器中恒星像均绕各自探测器中心位置画圈。

[0055] S103：重复上述步骤S101中：通过调整机下自适应校正平台中的两块反射镜(主光学系统经过库德光路后与机下自适应平台连接折转的两块反射镜)，将北向拍摄的恒星(可以选择北极星进行拍摄)调整至精跟踪探测器中心位置并保证哈特曼探测器采集的星点像与所画网格同心，此时则完成了主光学系统光轴与机下自适应校正平台光轴重合。

[0056] S200：在保证望远镜方位角度不变的情况下，通过转动望远镜的俯仰角度，根据望远镜系统的成像平台内精跟踪与哈特曼探测器对望远镜光轴变化进行测量，根据实测的测量数据，调整望远镜系统的次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，消除望远镜的弯沉引起的光轴变化。

[0057] 步骤S200具体包括：

[0058] S104：保证望远镜方位角不变，俯仰角从0度至90度范围内，以15 度角为预设调整角度间隔各找一个亮度合适的恒星进行拍摄。由于望远镜弯沉的存在，精跟踪探测器靶面不在同一位置，由于拍星过程转动望远镜俯仰90度，则不同俯仰角下恒星像在精跟踪探测器的轨迹应为四分之一的圆形，通过数据分析的得到该轨迹的中心位置。通过调整次镜绕着无慧差点进行旋转，在保证主光学系统波前不变的前提下，将各个俯仰角下精跟踪探测器中恒星像调整至步骤S103结束后精跟踪探测器中的中心位置，消除望远镜弯沉引起的光轴变化；由于完成步骤S103以后哈特曼探测器与精跟踪探测器中心位置一致，恒星像位于精跟踪探测器的中心位置，同时哈特曼探测器中恒星像也不画圈。

[0059] S300：通过望远镜跟踪卫星目标，机下自适应校正平台对卫星目标跟踪闭环并实时校正，通过哈特曼探测器内有效子孔径的个数来验证望远镜的光瞳偏移修正是否完成，若依旧存在偏差，则重复上述步骤S100及S200，直至光瞳偏移修正完成为止。

[0060] 通过望远镜跟踪卫星目标(目的是方位、俯仰值随机变化)，机下自适应校正平台对卫星目标跟踪闭环并实时校正，通过哈特曼探测器内有效子孔径的个数来(或者哈特曼探测器中恒星像与网格是否同心)验证光瞳偏移修正是否完成，若依旧存在偏差，则重复步骤S101至S104，直至光瞳偏移修正完成为止。

[0061] 在一优选的实施例中，预设调整角度为15度。15度角为非绝对角度，在其它实施例中，还可选择其它角度进行拍摄。

[0062] 在一优选的实施例中，望远镜系统的主镜为碳化硅材料的主镜。主镜材料选用SiC，具有比刚度答、重量轻、热传导性好的优点。

[0063] 在一优选的实施例中，4m量级主镜随俯仰变化的重力变形严重，因此需采用主动支撑的方式保证主镜超高的面型精度，通过液压支撑系统实现主镜位置高精度恒定。

[0064] 主镜在重力作用下使其相对于主镜室产生位置偏差和角度偏差，且偏差随着望远镜俯仰角度的变化而随之改变。在一优选的实施例中，采用主动支撑的方式保证主镜的面型精度；主镜通过主动支撑技术保证主镜绝对位置偏差为0.02mm，对光轴偏移影响可以忽略。

[0065] 在一优选的实施例中，望远镜系统次镜及其支撑结构采用高精度 Hexapod平台实现五维姿态调整，以补偿因重力及温度变化造成主光学系统位置偏差及光轴偏差。

[0066] 本发明具有显著的优点是能够针对大型地基自适应望远镜的光瞳偏移进行修正，并且创造性地提出了基于次镜无慧差点来进行主光学系统的光轴与机下自适应平台光轴进行对准，在对主光学系统光轴改变的同时保证了主次镜的系统波前，可以使望远镜的自适应校正效果达到最佳的状态，与传统方法相比，具有较高的应用价值和创新性。

[0067] 以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。