五棱镜扫描法通过沿扫描方向连续采集子孔径光束会聚点的坐标，由斜率反演波前分布，是检测大口径准直波前的常用方法。在传统的一维五棱镜扫描法的基础上，提出添加多个五棱镜，形成一组并联的五棱镜和一组串联的五棱镜，实现了一种基于非均匀采样的五棱镜阵列扫描测量大口径准直波前三维分布的方法。该方法通过三个平行于扫描方向的并联五棱镜同时测量准直波前X方向的斜率，三个垂直于扫描方向的串联五棱镜同时测量准直波前Y方向的斜率，采用Zernike多项式中4～11项的导函数拟合测量得到的斜率，继而获得用Zernike多项式表征的准直波前三维分布。该方法只需要一次扫描测量，就能同时获得待测波前三条线上的斜率，避免了传统方法测量全口径准直波前时需要在X、Y方向进行的多次扫描，优化了扫描机构，缩短了扫描检测时间，实现了全口径准直波前的快速检测。通过仿真验证了使用待测波前三条线上斜率复原待测波前的可行性与准确性。应用该方法对1 m口径准直波前进行了检测，并与干涉法检测结果进行了对比，两种方法得到的准直波前数值与分布形式基本一致，证明了该方法的可行性。

为了拓展精共相阶段平移误差的检测范围、缩减检测流程以及减少多方法检测在衔接过程中的装校要求,本文提出基于多波长干涉技术的拼接镜共相检测方法。在粗共相阶段,采用单色激光干涉以及白光干涉分别实现百微米以及微米量级的平移误差标定;在精共相阶段,采用双波长激光干涉实现微米级平移误差的高精度检测。以整镜中剖出的两块六边形球面子镜为测试对象,采用红绿激光双波长移相干涉仪与白光显微干涉仪对所提的技术方案进行实验验证,提出基于拼接镜面形检测数据的相对平移误差解算算法,设计并构建一套拼接镜共相装校系统。粗共相阶段标定平移误差至微米量级后,在精共相阶段子镜间平移误差可由601.6 nm补偿至16.0 nm。

星载激光测高仪接收系统通过收集地表反射的回波信号, 反演卫星与地表的高度。本文提出一种回波模拟光源方法, 产生延时量可调的激光主波和回波周期脉冲信号作为接收系统的检校输入源, 对星载激光测高仪距离参数进行地面标定。首先, 采用主波与回波光电探测器互换的测量方法, 利用频率计数器对回波模拟光源的延时量设定值进行精确测量, 测量方法误差为113 ps。然后, 通过比对回波模拟光源调制的延时量设定值和接收系统测试获取的延时量实测值, 实现对测高误差的标定和校正。研制了一套回波模拟光源系统, 通过3 335 6409~3 669 2050 ns的延时量调制, 实现对500~550 km高度的精确模拟, 模拟延时信号的抖动量为345 ps, 延时偏差小于118 ps, 为百千米级星载激光测高仪提供了高程误差优于6 cm的地面检校能力。