一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法

摘要

本发明涉及望远镜技术领域，具体涉及一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，基于次镜辅助标定光源及测微准直望远镜实现主镜及次镜位置的对准，通过次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主镜及次镜装调对准。首先在次镜单独装调时找到次镜光轴，将辅助标定光源放置次镜中心并通过调整使其出光光轴与次镜光轴一致；然后在次镜安装与桁架后通过第一像面放置测微准直望远镜将次镜与主镜中心位置对准，通过调整次镜倾斜使次镜标定光源出光并在测微准直望远镜处成像；最后将主光学系统对准恒星，通过探测器对目标成像，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，完成主系统慧差调整，实现地基大口径望远镜主系统装调对准。

权利要求

1.一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，包括以下步骤：

S100：搭建望远镜系统，并使得所述望远镜系统的主光学系统具备装调对准调节，所述主光学系统包括主镜及与所述主镜对准的次镜，在所述主光学系统的第一像面处设置测微准直望远镜，以所述测微准直望远镜为基准调整所述次镜相对于所述主镜的平移偏差；所述测微准直望远镜位于所述第一像面位置，通过所述测微准直望远镜可以看到所述次镜在所述主镜表面反射的像；其中，所述第一像面为光线经过所述主镜及所述次镜后汇聚成的像点位置的面；

S200：依据所述次镜中心位置放置的标定光源，通过调整所述次镜倾斜实现所述标定光源与所述主镜的光轴重合，完成所述主次镜相对位置的倾斜偏差调整；

S300：在所述第一像面处设置成像探测器；将所述主光学系统对准恒星，以所述主光学系统获取的恒星像为依据，根据所述次镜绕最佳拟合曲面拟合焦点进行旋转，在保证所述次镜相对于所述主镜位置不变的情况下，通过调整所述次镜两个维度的倾斜量来消除所述主光学系统的慧差影响，并通过反复迭代完成对所述主光学系统装调与对准；

其中，所述次镜表面为凸的二次曲面，通过拟合出一个曲面与所述次镜表面位置偏差进行最小二乘法拟合后残差最小的面为所述最佳拟合曲面；

所述步骤S300具体为：

在所述主光学系统的第一像面的预设位置设置成像探测器，调整所述次镜相对于所述主镜位置的焦距值预设值，并将所述主光学系统对准恒星目标，以获取恒星像；

移动所述成像探测器预设距离，使所述恒星像处于离焦状态；

对所述恒星目标进行闭环跟踪，调整所述望远镜系统指向，使得离焦的所述恒星像位于所述望远镜系统的视场中心，计算离焦的所述恒星像产生的内外边缘的轮廓线，并计算出计算坐标系与标定坐标系的转换矩阵；其中，所述计算坐标系为所述望远镜系统获取的恒星成像的坐标系，所述标定坐标系是所述主光学系统调整过程中的坐标系；

计算离焦的所述恒星像内外环偏心量在x、y轴的对应的分量 、 ，及所述恒星像内外环各自的x、y轴长度的比值，根据所述恒星像的对准误差计算出所述次镜的对准误差、 ；其中，x、y轴坐标系为所述计算坐标系； 为次镜光轴相对于主镜的偏心误差、为次镜光轴相对于主镜的倾斜误差；

根据所述次镜最佳曲面拟合焦点进行旋转，以所述成像探测器中获取的恒星像为依据，实时计算离焦的所述恒星像内外环偏心量在x、y轴对应的分量 、 ，及所述恒星像内外环各自的x、y轴长度的比值，在所述 、 以及内外环各自的x、y轴长度的比值为最小时，消除所述主光学系统慧差影响，并通过反复迭代完成对所述主光学系统装调与对准。

2.根据权利要求1所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，在所述步骤S300之后还包括：检测所述次镜与所述主镜的光轴对准是否满足要求，若检测到未满足要求，则重复步骤S100‑S300，直至所述次镜与所述主镜的光轴对准满足要求。

3.根据权利要求1所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，所述搭建望远镜系统，并使得所述望远镜系统的主光学系统具备装调对准调节，所述主光学系统包括主镜及与所述主镜对准的次镜，在所述主光学系统的第一像面处设置测微准直望远镜，以所述测微准直望远镜为基准调整所述次镜相对于所述主镜的平移偏差，具体为：搭建所述望远镜系统，所述望远镜系统包括所述主光学系统，所述主光学系统包括主镜及次镜；

在所述次镜的中心位置设置所述标定光源；

在所述主光学系统的第一像面设置所述测微准直望远镜；

以所述测微准直望远镜为基准调整所述次镜相对于所述主镜的二维平移。

4.根据权利要求1所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，所述在所述主光学系统的第一像面的预设位置设置成像探测器，调整所述次镜相对于所述主镜位置的焦距值预设值，并将所述主光学系统对准恒星目标，以获取恒星像，包括：通过调整所述主次镜的间隔获取所述恒星像，以实现所述恒星像的离焦图像采集。

5.根据权利要求1所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，所述望远镜系统包括转台、四通结构、桁架及环梁，所述四通结构设置在所述转台上，所述桁架设置在所述四通结构上并支撑所述环梁，所述次镜设置在所述环梁上，所述主镜设置在所述四通结构远离所述主镜的一侧，所述次镜与所述主镜对准设置。

6.根据权利要求5所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，所述环梁上设置有六自由度平台，所述次镜设置在所述六自由度平台上。

7.根据权利要求6所述的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，其特征在于，在所述转台上设置有主镜室，所述主镜室位于所述四通结构远离所述次镜的一侧，所述主镜设置在所述主镜室内。

说明书

一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法

技术领域

[0001] 本发明涉及望远镜技术领域，具体而言，涉及一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法。

背景技术

[0002] 随望远镜口径不断增大，相应的结构尺寸也相应增加且越来越复杂，虽然光学望远镜的总体设计和加工取得了很大进展，但主系统的装配、调整和对准已成为制约地基大口径望远镜成像性能提高的重要因素。望远镜主镜和次镜的对准状态直接影响望远镜主光学系统的特性，对望远镜的整体性能有很大影响。光学对准是指调整光学元件的姿态，使光波沿着最佳路径传播。它不仅是望远镜安装调试的重要组成部分，也是一项关键技术。

[0003] 主系统装配、调整和对准的前提是对准误差的检测，核心是如何计算对准误差。对准误差求解方法的研究一般需要结合具体的对准检测光路进行。此外，为了计算对准误差，对准检测光路也可以根据对准误差解决方法所需的条件进行设计。望远镜光学对准方法的研究更多地集中在工程应用研究上，因此主要依赖于特定的光学系统，并根据特定光学系统的要求进行研究。

[0004] 现有的测量光轴变化的方法有很多，但均过于复杂。例如，1999年，由Luna等人提出了一种利用离焦恒星像分析主镜和次镜对准误差的方法。通过分析卡式主光学系统离焦恒星像内外环形状与对应的入瞳像差之间的关系，建立了离焦恒星像与次镜相对主镜失调误差的映射关系。2011年，长春光机所的孙敬伟也研究了误差分析路线法解决主系统装调问题。孙敬伟的实验表明，散焦恒星像的内外环形状对对准误差的反映与仿真分析一致。由于该方法算法简单，对准检测光路对望远镜工作影响小，是天文望远镜实时对准的一个很好选择。然而，该算法的对准精度有限，适用于大规模低精度对准。2007年，杨浩淳、吴云和其他人使用优化函数衰减法校准了一台900毫米口径卡式望远镜。经过两次校准，出瞳波前的误差为0.192λ。优化函数衰减法是在建立主系统的光学模型的前提下，测量了出瞳波前的误差，以被测波前误差为目标值建立优化函数，当优化函数的值非常接近目标值时，得到的变量值被视为实际对准误差。该算法属于逆优化算法之一，应用广泛，但存在计算时间不确定的缺点，计算精度受建模精度的影响。韩杏子等人使用随机梯度平行梯度下降(SPGD)算法模拟并校准了初始值为6.7021λ的光学系统。经过200次迭代后，PV的人口减少到了0.1967λ。以上算法均属于优化算法，不需要知道光学系统的参数，可以通过表示对其状态的评估值直接校正对齐错误。然而，对准状态评估函数的要求太高，容易陷入局部极值。针对小口径望远镜来说，以上方法是可行的，而对于口径达到4米量级的望远镜系统，其高度达到了13m，后截距达到了56m，现有方法对于主光学系统装调、对准无疑是复杂且很难实现的。

[0005] 因此，现有技术还存在缺陷，有待于进一步发展。

发明内容

[0006] 本发明实施例提供了一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，以至少解决现有技术中次镜相对于主镜光轴对准调整方法复杂的技术问题。

[0007] 根据本发明的一实施例，提供了一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，包括以下步骤：

[0008] S100：搭建望远镜系统，并使得望远镜系统的主光学系统具备装调对准调节，主光学系统包括主镜及与主镜对准的次镜，在主光学系统的第一像面处设置测微准直望远镜，以测微准直望远镜为基准调整次镜相对于主镜的平移偏差；测微准直望远镜位于第一像面位置，通过测微准直望远镜可以看到次镜在主镜表面反射的像；其中，第一像面为光线经过主镜及次镜后汇聚成的像点位置的面；

[0009] S200：依据次镜中心位置放置的标定光源，通过调整次镜倾斜实现标定光源与主镜的光轴重合，完成主次镜相对位置的倾斜偏差调整；

[0010] S300：将主光学系统对准恒星，以主光学系统获取的恒星像为依据，根据次镜绕最佳拟合曲面拟合焦点进行旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，通过调整次镜两个维度的倾斜量来消除主光学系统的慧差影响，并通过反复迭代完成对主光学系统装调与对准；其中，其中，次镜表面为凸的二次曲面，通过拟合出一个曲面与次镜表面位置偏差进行最小二乘法拟合后残差最小的面为最佳拟合曲面。

[0011] 进一步地，在将主光学系统对准恒星，以主光学系统获取的恒星像为依据，根据次镜绕最佳曲面拟合焦点进行旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，消除主光学系统慧差影响，并通过反复迭代完成对主光学系统装调与对准之后还包括：

[0012] 检测次镜与主镜的光轴对准是否满足要求，若检测到未满足要求，则重复步骤S100‑S300，直至次镜与主镜的光轴对准满足要求。

[0013] 进一步地，搭建望远镜系统，并使得望远镜系统的主光学系统具备装调对准调节，主光学系统包括主镜及与主镜对准的次镜，在主光学系统的第一相面处设置成像探测器，以测微准直望远镜为基准调整次镜相对于主镜的平移偏差具体为：

[0014] 搭建望远镜系统，望远镜系统包括主光学系统，主光学系统包括主镜及次镜；

[0015] 在次镜的中心位置设置标定光源；

[0016] 在主系统的第一像面设置测微准直望远镜；

[0017] 以测微准直望远镜为基准调整次镜相对于主镜的二维平移。

[0018] 进一步地，将主光学系统对准恒星，以主光学系统获取的恒星像为依据，根据次镜绕最佳曲面拟合焦点进行旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，消除主光学系统慧差影响，并通过反复迭代完成对主光学系统装调与对准具体为：

[0019] 在主光学系统的第一像面的预设位置设置成像探测器，调整次镜相对于主镜位置的焦距值预设值，并将主光学系统对准恒星目标，以获取恒星像；

[0020] 移动成像探测器预设距离，使恒星像处于离焦状态；

[0021] 对恒星目标进行闭环跟踪，调整望远镜系统指向，使得离焦的恒星像位于望远镜系统的视场中心，计算离焦的恒星像产生的内外边缘的轮廓线，并计算出该计算坐标系与标定坐标系的转换矩阵；其中，所述计算坐标系为所述望远镜系统获取的恒星成像的坐标系，所述标定坐标系是所述主光学系统调整过程中的坐标系；

[0022] 计算离焦的恒星像内外环偏心量在x、y轴的对应的分量ΔLx、ΔLy，及恒星像内外环各自的x、y轴长度的比值，根据恒星像的对准误差计算出次镜的对准误差Δh、Δθ；其中，x、y轴坐标系为所述计算坐标系；

[0023] 根据次镜最佳曲面拟合焦点进行旋转，以成像探测器中获取的恒星像为依据，实时计算离焦的恒星像内外环偏心量在x、y轴对应的分量ΔLx、ΔLy，及恒星像内外环各自的x、y轴长度的比值，在ΔLx、ΔLy以及内外环各自的x、y轴长度的比值为最小时，消除主光学系统慧差影响，并通过反复迭代完成对主光学系统装调与对准。

[0024] 进一步地，在主光学系统的第一像面的预设位置设置成像探测器，调整次镜相对于主镜位置的焦距值预设值，并将主光学系统对准恒星目标，以获取恒星像包括：

[0025] 通过调整主次镜的间隔获取恒星像，以实现恒星像的离焦图像采集。

[0026] 进一步地，望远镜系统包括转台、四通结构、桁架及环梁，四通结构设置在转台上，桁架设置在四通结构上并支撑环梁，次镜设置在环梁上，主镜设置在四通结构远离主镜的一侧，次镜与主镜对准设置。

[0027] 进一步地，环梁上设置有六自由度平台，次镜设置在六自由度平台上。

[0028] 进一步地，在转台上设置有主镜室，主镜室位于四通结构远离次镜的一侧，主机设置在主镜室内。

[0029] 本发明实施例中的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，基于次镜辅助标定光源及测微准直望远镜实现主镜及次镜位置的对准，通过次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主镜及次镜装调对准。首先在次镜单独装调时找到次镜光轴，将辅助标定光源放置次镜中心并通过调整使其出光光轴与次镜光轴一致；然后在次镜安装与桁架后通过第一像面放置测微准直望远镜将次镜与主镜中心位置对准，通过调整次镜倾斜使次镜标定光源出光并在测微准直望远镜处成像；最后将主光学系统对准恒星，通过探测器对目标成像，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，完成主系统慧差调整，实现地基大口径望远镜主系统装调对准。

附图说明

[0030] 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：

[0031] 图1为本发明大口径望远镜的主光学系统装调对准方法的流程图；

[0032] 图2为本发明大口径望远镜主光学系统装调对准流程的实施例流程图；

[0033] 图3为本发明主光学系统对准误差的定义图；

[0034] 图4为本发明实施例的4米级的地基望远镜主光学系统示意图；

[0035] 图5为本发明次镜相对于主镜的平移偏差；

[0036] 图6为本发明离焦恒星像示意图。

具体实施方式

[0037] 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。

[0038] 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。

[0039] 针对于口径达到4米量级的望远镜系统，其高度达到了13m，后截距达到了56m，现有方法对于主光学系统装调、对准是复杂且很难实现的。基于现有不足，本发明提出了基于次镜辅助标定光源及第一像面放置测微准直望远镜实现主次镜位置对准，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主次镜装调对准方法。

[0040] 本发明针对地基大口径望远镜主光学系统在实际工程应用中难以通过干涉仪与平面镜搭建准直光路的难题，发明了一种基于次镜辅助标定光源及第一像面放置测微准直望远镜实现主次镜位置对准，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主次镜装调对准方法，以满足地基大口径望远镜主光学系统的使用要求。

[0041] 对于大口径望远镜来说，主镜一般都很重，主镜的支撑和调节机构也很复杂，所以主镜的调节很困难。同时，调整主镜也会引起主镜光轴与视轴的偏差、视场偏差等，对于主镜达到4m口径时，均要通过主动支撑的方式实现主镜的镜面支撑，其具有主镜位置检测功能，可以实时保证主镜空间位置不变。与主镜相比，次镜具有重量轻、结构简单、调整方便、视场不改变等优点。因此，主镜和次镜的对准误差是由次镜的变化引起的，即次镜相对于主镜存在对准误差。这里只讨论主镜和次镜的刚体，笛卡尔直角坐标系是以主镜工作面的顶点为坐标原点，以主镜光轴为Z轴建立的，主光学系统对准误差的定义如图3所示。图3中次镜相对于主镜产生的位移为h1，次镜相对于主镜产生的倾斜为θ1。

[0042] 在主镜与主镜室、次镜与支撑结构及桁架连接组成独立组件后，再主镜、次镜组件装配在一起即形成主光学系统，而主光学系统装调与对准就是将次镜光轴相对于主镜的偏心误差Δh1、倾斜误差Δθ1和离焦误差调整到最小。虽然对准误差之间具有一定相互补偿的特性，但是不能得到最优像质，且会影响指向精度。为了使成像质量和指向精度达到最优，必须同时修正偏心误差、倾斜误差和离焦误差。这样就需要对次镜进行多维调整。本文的4m级地基望远镜主光学系统简图如图4所示。

[0043] 尽管可以分析出每种主次镜相对偏差的原因，但对于望远镜在装配过程中所有影响因素叠加在一起后造成的主系统对准偏差的变化规律和量级相当复杂。本发明一种基于次镜辅助标定光源及第一像面放置测微准直望远镜实现主次镜位置对准，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主次镜装调对准方法，实现对望远镜主光学系统光轴对准。

[0044] 参见图1和图2，根据本发明一实施例，提供了一种大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，包括以下步骤：

[0045] S100：搭建望远镜系统，并使得望远镜系统的主光学系统具备装调对准调节，主光学系统包括主镜及与主镜对准的次镜，在主光学系统的第一像面处设置测微准直望远镜，以测微准直望远镜为基准调整次镜相对于主镜的平移偏差；测微准直望远镜位于第一像面位置，通过测微准直望远镜可以看到次镜在主镜表面反射的像，图5即为测微准直望远镜看到的像，它的作用是可以精确测量主镜与次镜相对位置关系；其中，所述第一像面为光线经过所述主镜及所述次镜后汇聚成的像点位置的面。

[0046] S200：依据次镜中心位置放置的标定光源，通过调整次镜倾斜实现标定光源与主镜的光轴重合，完成主次镜相对位置的倾斜偏差调整；

[0047] S300：将主光学系统对准恒星，以主光学系统获取的恒星像为依据，根据次镜绕最佳拟合曲面拟合焦点进行旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，通过调整所述次镜两个维度的倾斜量来消除主光学系统的慧差影响，并通过反复迭代完成对主光学系统装调与对准；其中，所述次镜表面为凸的二次曲面，通过拟合出一个曲面与所述次镜表面位置偏差进行最小二乘法拟合后残差最小的面为所述最佳拟合曲面。

[0048] 具体地，次镜表面为凸的二次曲面，在计算仿真过程中通过拟合出一个曲面与该次镜表面位置偏差进行最小二乘法拟合后残差最小的面为最佳拟合曲面。该最佳拟合曲面的面顶点与次镜中心顶点位置一致。

[0049] 具体地，对于所述主光学系统为经典的卡塞格林反射式结构，在装调过程中可以通过调整次镜两个维度的倾斜量来消除主系统的慧差。

[0050] 本发明实施例中的大口径望远镜的主光学系统装调对准方法，基于次镜辅助标定光源及测微准直望远镜实现主镜及次镜位置的对准，通过次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转进行主镜及次镜装调对准。首先在次镜单独装调时找到次镜光轴，将辅助标定光源放置次镜中心并通过调整使其出光光轴与次镜光轴一致；然后在次镜安装与桁架后通过第一像面放置测微准直望远镜将次镜与主镜中心位置对准，通过调整次镜倾斜使次镜标定光源出光并在测微准直望远镜处成像；最后将主光学系统对准恒星，通过探测器对目标成像，通过将次镜绕最佳曲面拟合焦点旋转，在保证次镜相对于主镜位置不变的情况下，完成主系统慧差调整，实现地基大口径望远镜主系统装调对准。

[0051] 从总体流程上看，主光学系统装调对准过程包括以下三个步骤：

[0052] 第一步：在望远镜整体搭建完成后，并且具备主光学系统装调对准条件，以第一项面处测微准直望远镜为基准调整次镜相对于主镜的平移偏差Δh1，如图5所示。

[0053] 第二步：依据次镜中心位置放置标定光源，通过调整次镜倾斜实现标定光源与主镜光轴重合，完成主次镜相对位置的倾斜偏差调整。

[0054] 第三步：根据次镜最佳曲面拟合焦点进行旋转，以第一像面处成像探测器中恒星像为依据，消除主光学系统慧差影响，并通过反复迭代完成对望远镜主光学系统装调与对。

[0055] 步骤S300具体包括：

[0056] 在实际装调过程中，由于次镜光学参数为设计已知量，且认定恒星入射光始终与主光学系统光轴平行。利用离焦恒星像由于次镜中心遮拦产生的内外环中心偏差ΔL及内外环各自的x轴、y轴的长度比值来计算对准误差，如图6所示。在实际操作过程中由于指向误差、跟踪误差及图像探测器位置误差等因素的存在，无法判断恒星像是否是由严格平行于主系统光轴，由于主光学系统视场为3′，可以忽略视场以内的变化对离焦恒星像产生的内外环形状的影响。

[0057] 下面对步骤S300进行详细说明：

[0058] 步骤一：将成像探测器固定在理论位置附近，沿z轴调整次镜相对于主镜位置进行调焦，使恒星像的光斑直径最小，它可以通过观察较暗恒星的能量集中度来判断。一般来说，当较暗恒星的能量最集中时，其所在位置为最好的成像面。此时，认为次镜位置接近理论值。

[0059] 步骤二：成像探测器和次镜调节机构坐标系进行校准。

[0060] 步骤三：将成像探测器移动ΔL的距离，使目标像处于离焦状态，离焦量的设定以能明显区分离焦恒星像产生的内外环为准，实际调整过程中需要同时增加曝光时间以便获得最佳采样图像。

[0061] 步骤四：对恒星目标进行闭环跟踪，调整望远镜指向使得离焦恒星像位于视场中心，并计算该离焦恒星像产生的内外边缘的轮廓线，并计算出该计算坐标系与标定坐标系的转换矩阵。其中，所述计算坐标系为所述望远镜系统获取的恒星成像的坐标系，计算坐标系是恒星成像在望远镜的相机靶面的坐标系；所述标定坐标系是所述主光学系统调整过程中的坐标系；由于成像靶面是固定尺寸，可以通过查像元的方式找到靶面视场中心。

[0062] 步骤五：计算离焦恒星像内外环偏心量在x、y轴的分量ΔLx、ΔLy和内外环各自的x、y轴长度的比值，根据利用离焦恒星像的对准误差求解算法计算出次镜的对准误差Δh、Δθ。其中，x、y轴坐标系为上述的计算坐标系，该坐标系为根据靶面位置建立的坐标系。

[0063] 步骤六：根据次镜最佳曲面拟合焦点进行旋转，以第一像面处成像探测器中恒星像为依据，实时计算离焦恒星像内外环偏心量在x、y轴的分量ΔLx、ΔLy和内外环各自的x、y轴长度的比值，在ΔLx、ΔLy以及内外环各自的x、y轴长度的比值为最小时，消除主光学系统慧差影响。

[0064] 在步骤S300之后还包括：

[0065] 检测次镜与主镜的光轴对准是否满足要求，若检测到未满足要求，则重复步骤S100‑S300，直至次镜与主镜的光轴对准满足要求。在次镜与主镜对准调好后，可以对其对准效果进行检测，看是否满足要求。该要求可以是次镜的光轴与主镜的光轴的重合度是否达到预设值；满足要求也可是，通过调整后的次镜与主镜看到的恒星像的是否满足获取的图像要求，例如拍摄运动的恒星，是否会有尾巴，若没有则为满足要求。

[0066] 实施例中，由于现场图像探测器是固定的，并且不便于调整，因此通过调整主次镜的间隔来实现恒星像的离焦图像采集，这样会使实际参数与理论参数有所变化。但是，由于该望远镜为同轴望远镜，在z轴偏差量较小时次镜离焦过程中的直线性误差引起的计算误差对主光学系统的装调与对准误差的计算精度影响较小，不会出现反转的情况。

[0067] 参考图4，望远镜系统包括转台、四通结构、桁架及环梁，四通结构设置在转台上，桁架设置在四通结构上并支撑环梁，次镜设置在环梁上，主镜设置在四通结构远离主镜的一侧，次镜与主镜对准设置。环梁呈环形状，将次镜按照在环梁中心位置，将主按照在四通结构远离次镜的一侧，主镜与次镜对准，并且可以在环梁上调至次镜。

[0068] 实施例中，环梁上设置有六自由度平台，次镜设置在六自由度平台上。次镜按照在六自由度平台上，通过六自由度平台来调整次镜的对准位置。

[0069] 实施例中，在转台上设置有主镜室，主镜室位于四通结构远离次镜的一侧，主机设置在主镜室内。将主镜按照在主镜室内，以增加主镜的稳固性。

[0070] 本发明具有显著的优点是能够针对大型地基望远镜的主光学系统装调对准提供一种可行性极高的调整方案，并且创造性地提出了基于次镜最佳曲面拟合焦点进行旋转的方法进行主光学系统的对准调整，在对望远镜主光学系统对准过程的同时保证了望远镜的指向不发生改变，保证了望远镜的跟踪指向精度达到最佳的状态，与传统方法相比，具有较高的应用价值和创新性。

[0071] 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。