自适应光学技术用于在望远镜成像时实时地探测和校正大气湍流造成的波前畸变。在自适应光学系统工作时，对大气湍流参数和校正性能指标进行实时计算不仅能够更好的理解系统在不同观测条件下的工作状态，也能够为系统性能的评估提供一个客观依据。同时，自适应光学系统利用获取到的性能数据还能够实时的改变控制参数，从而更好的匹配当时的工作环境，获取最佳校正效果。本文以自适应光学系统的参数测量为核心研究内容，从大气湍流参数估计和自适应光学系统性能指标计算两个方向展开了研究。传统的性能测算方式通过引入额外的远场测量系统获取远场图像，在系统离线后对图像进行处理、计算指标。这种方法计算量小、实现简单，但是不能获取与系统工作同步的数据。为了实现实时的计算，本文采用了基于闭环自适应光学系统的参数测算方法，能够在系统闭环工作的同时利用输出数据计算性能参数。但是，在线方法的计算量、数据量都很大，需要处理机有很高的计算能力。通过分析系统性能指标和大气湍流参数计算算法的复杂度和实时性要求，采用了并行编程的开发方式。结合并行计算理论和数据依赖关系的分析，将在线性能指标计算和大气湍流参数计算分解成串行部分以及任务级并行部分，并对各部分适用的处理机特性加以阐述。对于参数计算中涉及到的复杂度比较高的矩阵-向量乘法、傅里叶变换和最值/求和运算，充分挖掘其内在的并行性并给出了普适性的并行解决方案。在对比现有自适应光学在线性能测算平台的基础上，提出了基于CPU+GPU的异构处理机平台，并将并行算法映射到平台上。根据异构平台和GPU的编程特点，从系统级、任务级和数据级三个层次对并行程序加以优化。最后，本文将研制的处理机应用在127单元自适应光学系统并进行了相关的测试。在实验中，大气湍流参数的和自适应光学系统性能指标的计算在精确度和实时性方面都取得了较好的结果。本文的研究成果对大气湍流参数的实时测量及自适应光学系统性能指标的在线计算具有一定的理论意义和工程应用价值。