等晕误差中的piston项对成像质量没有影响，无需校正，有效非等晕误差应去除该项。为此提出利用夏克-哈特曼波前传感器测量双星波前误差的方法，计算得到去piston项误差后的等晕角。首先，根据Sasiela和Van Dam给出的角度非等晕误差解析表达式，计算不同条件下的非等晕误差理论值；其次，利用相位屏法，模拟不同大气环境下实际自适应光学系统波前误差测量过程，仿真得到非等晕误差值。数值仿真结果与理论计算有较好的吻合，并得到了波前误差与去piston项等晕角的对应关系。最后，基于丽江1.8 m望远镜系统，测量双星的非等晕误差，计算得到去piston项等晕角的大小。并使用差分像运动法和恒星闪烁法，对该方法进行了印证。去piston项等晕角测量实验的结果表明，去piston项等晕角在时间维度上变化缓慢，在空间维度上差别很大，当方位及仰角差距较远的情况下，去piston项等晕角的值没有相关性。根据该方法，也可计算出其他望远镜及大气模型下的波前误差值与去piston项等晕角的对应关系，为信标的位置选择提供了依据。

利用Sasiele等提出的空间谱滤波技术,对两种典型应用场景下扩展信标非等晕性问题进行了建模,获得了扩展信标非等晕误差及其不同Zernike模式分量的理论公式。基于理论模型,分析了两种场景和典型湍流模式下扩展信标非等晕误差及其不同Zernike模式分量的特性,结果表明：信标扩展度与接收系统口径相同时,扩展与聚焦耦合非等晕方差最小,但扩展与聚焦耦合非等晕方差高阶项(去平移、倾斜和离焦)分量并非最小,高阶项分量最小时信标扩展尺度应小于接收系统口径；当信标扩展角与信标偏置角相当时,纯信标扩展非等晕方差约是纯角度非等晕方差的2.2%；相对湍流大气纯角度和纯聚焦非等晕方差,信标扩展导致的湍流大气非等晕是小量,多数情况下可不考虑。

人造信标[即激光导引星(LGS)]概念的提出解决了自适应光学系统(AO)的湍流参考源问题，同时也带来了不可避免的非等晕误差。利用新研制的自然星哈特曼传感器(HS)与信标哈特曼传感器在望远镜系统上实现了自然参考星与瑞利信标的湍流波前时间同步测量，从而对不同模式（包括纯聚焦模式、角度与聚焦相耦合模式）瑞利信标的非等晕误差进行了定量研究。通过对测量所得自然星与瑞利信标湍流波前的泽尼克模式像差分解及对比分析发现，不同高度瑞利信标波前与自然星波前的各阶泽尼克模式时间互相关性，随其像差阶数的增加而振荡下降。相比于自然星波前的各阶像差模式方差分布，不同模式瑞利信标的非等晕误差均随像差模式阶数的增加而逐渐增大，即信标的非等晕误差对高阶像差更加敏感。最后，通过对不同实验模式非等晕误差所致目标校正光波质量影响的分析计算，并将其与前期信标非等晕问题的数值建模相结合，获得了不同非等晕机制下理论与实验相互映证的结果。该实验研究结果的取得，增强了对瑞利信标非等晕问题的感性认识。

信标概念的提出解决了自适应光学(AO)系统的湍流参考源问题，同时也带来了不可避免的非等晕误差。综合考虑实际中信标与观测目标之间的空间角度与高度差异，利用数值建模对不同信标机制下（包括自然信标、人造信标）湍流探测中波前像差模式的非等晕性误差进行了系统性分析。研究发现：自然信标机制下，有效的纯角度非等晕性方差较传统评估值(θ/θ0)5/3偏小；因而，传统评估方式中直接利用大气等晕角θ0评估纯角度非等晕性误差对AO校正的影响，比实际影响严重。人造信标机制下，无角度偏差时的模式非等晕性误差随信标高度增加而减小；但由于角度偏差所致信标探测波前与待校正目标波前之间模式相关性的退化，却随信标高度增加而变得更加敏感，此时应根据应用需求对AO系统工作模式与信标模式进行权衡优化选择。研究所得的理论结果为外大气信标自适应光学实验的展开提供了必要的理论支持。

采用自适应光学(AO)系统对湍流大气进行校正时，非等晕性误差的影响不可避免。基于空间谱滤波技术，围绕湍流大气角度、聚焦、角度与聚焦相耦合非等晕性问题，进行了统一建模，给出了不同情况下的理论描述公式，分析了纯角度和纯聚焦非等晕误差中不同泽尼克模式分量所占比份。针对典型AO系统工作模式，分析了不同高度大气层对非等晕性误差的贡献。实际应用时，根据应用场景，应对AO系统工作模式和信标模式做优化匹配选择。

激光导引星概念解决了自适应光学技术的信标问题,同时带来了无法克服的非等晕性误差。将高度聚焦非等晕性误差和角度非等晕性误差统一起来考虑,分析激光导引星的大气湍流波前各阶模式的非等晕性误差,并给出了解析模型。同时分析了瑞利导星和钠导星的大气湍流波前的模式非等晕性相对误差,在没有角度偏离的情况下,90 km的钠导星的模式非等晕性误差明显小于15 km的瑞利导星,但是它对角度的敏感程度却远远大于瑞利导星。采用激光导引星的自适应光学系统用于大气湍流的校正,选择较低阶的模式校正就可以达到较好的效果,而且即使目标与导引星的偏角大于等晕角,选择低阶模式也可以达到有效的部分校正效果。