针对Ф1.3m口径同轴四反望远镜镜头, 提出了一种有效的装调方法。主镜口径为1.3m, 采用背部双脚架（bipod）支撑形式。使用激光跟踪仪多边测量法对支撑结构精密定位, 利用Stewart机构位置反解方法进行主镜位姿的调整; 通过变换反射镜组件方位进行面形测量, 提取重力作用造成的反射镜面形误差; 利用Offner零位补偿检测光路进行基于干涉测量的反射镜定心, 实现反射镜光学基准与镜头基准的传递; 进行镜头的光轴竖直装调, 采用测试镜头像高和在线标定标准镜面形的技术手段来提高装调精度与收敛速度。镜头的中心视场波前和边缘视场波前rms分别为0.053λ（λ=0.6328μm）和0.077λ。

为了实现高精度的运动学支撑结构的设计, 研究了切向双脚架-运动学支撑结构的柔度。介绍了切向双脚架-运动学支撑结构的设计原理。根据单边直圆柔性铰链的柔度公式, 推导了双脚架在X、Y和Z轴方向的等效柔度Cx、Cy和Cz的解析式。采用有限元分析和试验验证的方法, 对双脚架的柔度解析式进行了分析验证。结果表明: 解析式结果与有限元结果、试验结果基本一致, 且误差均小于9.8%。研究了单边直圆柔性铰链的柔槽深度R和最小厚度t对双脚架柔度Cx、Cy和Cz的影响, 得到了双脚架的等效柔度均与柔槽深度R成正比, 与最小厚度t成反比的结论。为空间相机上的科学仪器的切向双脚架-运动学支撑结构的设计提供理论参考。

为了满足空间反射镜温度适应性好、结构紧凑的要求, 采用有限元分析方法, 以超低膨胀系数玻璃空间反射镜(355mm)为支撑对象, 设计了一种背部双脚架柔性支撑结构。首先研究了双脚架支撑的基本设计原则, 从自由度角度分析了双脚架支撑结构相对背部3点支撑结构的优势。然后针对支撑结构尺寸参量、柔性铰链结构尺寸参量对面型精度的影响进行了仿真分析和优化设计, 提出支撑脚延长线交点位置应作为背部双脚架支撑的关键设计参量, 与粘接位置分别设计。结果表明, 优化设计后的背部双脚架柔性支撑结构温度适应性好, 能够有效卸载温度变化引入的附加载荷, 同时具有较好的支撑效果和动态刚度; 反射镜支撑后面形精度均方根值为3.68nm, 组件的1阶频率达到123.41Hz, 满足设计要求。该研究对未来背部双脚架支撑结构设计具有借鉴意义。

目前空间遥感仪器的非球面反射镜一般都是用支撑柔性结构 加背板的支撑结构支撑的。由于支撑结构的质量占有较大比重，需要简化支撑结构的形式，降 低支撑结构的质量。依据三点定位原理和双脚架挠性结构，设计了3个用于简化反射镜支撑结构形式的柔性铰 链结构，并采用有限元软件对设计结果进行了分析。 结果表明，这种支撑结构形式可以适应空间力热环境并能达到精度要求，实现了对大口径非球面反 射镜的支撑。该支撑结构去除了传统结构中的反射镜背板，简化了支撑结构的形 式，减小了支撑结构的质量，降低了组件加工和装配工艺的难度。