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随着航天遥感技术的不断发展，对空间用的高分辨率光学望远镜的高分辨率、大视场、长焦距的应用要求越来越关注。实现这一目标不仅牵涉到了系统性能，也最终于系统的费用直接相关。从航天工程的经验看，共轴偏视场光学系统形式以其突出的优点适应了这种要求。本文在我国大力发展空间对地观测系统的前提下完成，从理论和实际设计的角度提出共轴偏视场形式的设计优点和限制。论文结合某工程项目光学系统的设计，对其中的共轴偏视场系统的光学设计中的设计方法、光学二次遮拦的问题、光学检测方法以及非球面公差确定的方式、杂散光抑制设计、空间适应性设计等问题进行了深入的探讨。 本文的主要研究内容有: 1.调研比较共轴三反射与离轴三反射光学系统的空间应用适应性。 本文首先从已有的两种代表性的空间遥感相机指标对比出发，从空间应用的适应性的角度对比分析了这两种高分辨率光学系统形式的设计优缺点。在分辨率要求不断提高的情况下，回答何种形式的更加适合长焦距空间光学系统的发展方向。 2.研究共轴偏视场光学系统的折轴镜的二次遮拦问题。 在回顾各种三反系统形式的基础上，进行了简单的分析，提出共轴偏视场三反光学系统特有的二次遮拦问题，总结各种共轴偏视场光学系统中的光束遮挡问题，给出了三种情况下的理论最小偏视场角的推导过程，从而为共轴偏视场光学系统的设计提供依据。 3.非球面光学系统的非球面参数控制和定心问题研究。 共轴偏视场光学系统大量使用非球面光学镜面，在其检测方法中存在非球面参数的控制问题，本文提出一种严格意义上矩阵形式的非球面公差映射的方式。分析了非球面的定心原理，给出了偏心彗差与非球面陡度的关系，得出了非球面定心必须进行光学像差检测的结论，并给出了相应的精度分析。最后还给出了应用上述方法完成的工程实测结果。 4.共轴偏视场光学系统的一次杂散光抑制设计的原理和新方法 在共轴偏视场光学系统设计中一次杂光抑制普遍受到重视，但是抑制设计通常方法并不丰富，从而使中心遮拦和MTF成为相互制约的一对矛盾。本文在总结了抑制一次杂散光的手段后，提出了采用了百叶窗式遮光罩设计的杂光抑制手段，从而解决上述矛盾。 5.空间相机的带电粒子、紫外辐射的辐射环境估算方法，以及空间热环境适应性分析。 带电粒子的计算方法采用了现有光学追迹软件，避免使用专门的辐射分析软件的复杂方式。紫外辐射的估算采用了两种模型对深入相机内部的镜面的紫外辐射进行了估算。文中给出了两种辐射估算的辐照实验结果。空间热环境进行了热光学分析，分析了各种典型的在轨温度工况的敏感度，据此提出了热控指标。热控完成后的热真空试验中，给出了与分析结果一致的实验结果。