大口径天文望远镜主副镜之间的相对位置对望远镜的最终成像质量有着重要影响。由于主镜结构相对复杂庞大,其位置调整较为困难,因此一般均在副镜处实施六自由度位姿调整,从而修正和维持主副镜之间的相对位置。研究副镜的六自由度位姿检测方法,对于改善望远镜的成像质量有着重要意义。本文针对太赫兹天文望远镜副镜主动调整用并联机构的微米级高精度及亚毫米级小行程的特点,结合实际应用中远距离(米级)、非接触的精密测量需求,提出了一种基于二维位置敏感探测器(Position Sensitive Detector-PSD)与基于二维最大长度序列(Maximum Length Sequence–MLS)视觉编码的六自由度微小位姿检测方法。以现有的3SPS+3(SP-U)型六自由度微动并联机构模拟望远镜的副镜调整机构,系统地开展了基于PSD与MLS视觉靶标的六自由度微小位姿检测技术研究。本文的主要工作如下:(1)介绍了3SPS+3(SP-U)型六自由度并联机构及其位姿坐标系定义。在此机构上构建了基于两组二维PSD和一组二维视觉靶标的六自由度位姿检测系统,详细介绍了本文提出的六自由度微小位姿的检测原理,并确定了PSD的技术指标及选型。(2)开展了二维PSD的误差标定实验。首先设计了基于Keyence H050激光位移传感器的PSD误差标定实验方案,然后采用十折交叉验证进行模型评估,并采用多项式拟合以及BP神经网络训练的方法进行非线性误差分析。标定后的PSD在5?5mm范围内测量误差为,X向:1.17 RMS,Y向:3.55 RMS。(3)介绍了基于MLS的二维绝对位置精密视觉检测系统原理。首先设计了二维靶标,构建了视觉检测系统。然后,同样基于Keyence激光位移传感器开展了二维正交方向上位移视觉检测的标定及误差分析。实验结果表明,由镜头失焦、照明不均匀、靶标偏转以及镜头倾斜等因素可能导致的综合误差不大于1.5 RMS。(4)依据本文提出的六自由度微小位姿检测方法构建了实验系统。将分别标定后的PSD二维位移检测系统与MLS二维位移视觉检测系统应用于3SPS+3(SP-U)型六自由度微动并联机构,采用两组PSD系统及一组视觉靶标定位,可实现六个自由度的解算,并考虑最大程度减少自由度间的耦合情况。采用了Keyence激光位移传感器和Lippmann HRTM倾角仪开展了六自由度的检测对比实验。实验结果表明,在?2 mm范围内测量到平动位移误差不大于3.92?m RMS,?300″范围内测量到转动位移误差为2.08″RMS。实验结果分析表明,本文提出的基于二维PSD与视觉检测方法可实现六自由度位移的精密测量,基本达到所需测量范围和精度,可有望用于太赫兹天文望远镜副镜位姿的检测,并可为?m?m?m其它精密多自由度机构的非接触高精度姿态检测提供参考与借鉴。