地平式望远镜在跟踪目标过程中，由于Coude光路中反射镜间的相对转动会使得视场绕中心旋转，称为像方视场旋转。同时由于地平式望远镜的视场相对地平经圈是不动的，而地球自转过程中地平经圈相对极轴不停转动，会带来物方视场旋转。为了获得稳定的图像，需要对这两种视场旋转进行补偿，简称为消旋。常用的消旋方案包括光学消旋，电子消旋和物理消旋，而大口径望远镜中多采用实时性好的光学消旋。光学消旋是在成像元件前安装一个消旋棱镜或反射镜组，控制转速为像旋速度的一半来实现消旋。反射镜组一般采用三面排列成K字形的平面反射镜，称为K镜。课题针对2m口径地平式望远镜，设计了一套立式K镜消旋系统。首先分析了地平式望远镜的像旋与望远镜方位运动、俯仰运动间的数学关系。对比了常用的消旋方案的特点，并理论推导出K镜消旋的原理。2m望远镜K镜消旋系统的机械结构主要包括K镜反射镜支撑结构、每个镜面及整体框架的调整结构、传动组件、电机、编码器以及基座。重点对K镜柔性支撑结构进行了优化，优化方法基于柔性支撑结构的柔度矩阵。经过有限元的分析和对比，柔度的理论值与仿真结果相差不超过18%，同时支撑结构的静力学和动力学仿真结果表明优化结果满足设计要求，并且支撑杆的失稳载荷大于工作载荷，不会失稳。另外对K镜系统工作过程中存在的误差进行了分析，分析基于反射镜成像的刚体变换理论以及光线追迹法。K镜的回转轴、K镜光轴和望远镜系统主光轴之间的偏差会使得像面上视场绕主光轴旋转，理论上主光轴的像点轨迹符合Pascal蜗线的表达式。对K镜系统的误差进行了数值仿真，结果表明出射光轴在像面上轨迹曲线符合理论预测。并分析了各个误差对像点轨迹画圈大小的影响。最后设计了一套K镜系统与望远镜对准的装调方案，包括三个步骤：标定望远镜的方位轴；将K镜的回转轴与方位轴调节重合；将K镜光轴与方位轴调节重合。