甚高能γ射线天文学是近几十年来逐渐发展起来的新兴学科,为人类认识宇宙打开了一个新的窗口。宇宙γ射线的观测有助于人类理解极端天体物理环境下粒子加速和辐射过程、揭示宇宙线起源和非热暂现现象的本质、间接测量河外背景光（EBL）和间接搜寻暗物质信号等。大视场（或广角）和低阈能是未来地基甚高能γ射线望远镜的重要指标,特别是对γ暂现源时变和能谱的测量尤为关键,如爆发源（γ射线暴,GRB）甚高能辐射、时变源（活动星系核,AGN）甚高能辐射、可能的引力波甚高能波段电磁对应体等。位于极高海拔观测站的超广角、大口径大气切伦科夫望远镜阵列有望实现大视场和低阈能的目标。基于此,本文提出并发展了一种超广角大气切伦科夫望远镜技术,主要工作如下:（1）提出了一种基于水透镜的超广角大气切伦科夫望远镜方案。受GAW、JEM-EUSO菲涅尔透镜方案的启发,我们模仿人眼结构,提出了一种基于水透镜的超广角大气切伦科夫望远镜方案。理想的水透镜由蓝紫光透过率高的玻璃（亚克力）球壳和高纯水构成半球结构,具有视场大、成像一致性好、性价比高等优势。（2）设计建造了基于水透镜的超广角大气切伦科夫望远镜原理样机系统。设计加工了0.9 m口径球冠式水透镜,表面粗糙度（Ra）为0.8μm,几何公差为±1 mm。利用平行光聚焦法测定了水透镜的焦距、光斑,测量结果与Zemax模拟结果一致。设计加工了基于光电倍增管（PMT）的照相机系统,由48个PMT组成的照相机视场达15?×13?。设计了基于Nuclear Instrument Module（NIM）标准插件和LHAASO-KM2A分布式电子学的前端电子学和数据获取系统。（3）望远镜原理样机成功探测到甚高能宇宙线事例。实验于2015、2016年冬季在西藏羊八井国际观测站进行。实验采用了符合方法测量宇宙线信号,即由原理样机记录宇宙线引发的大气切伦科夫光信号,由中日合作ASγ扩展阵列记录宇宙线次级粒子电磁信号,并在一定时间窗（τ=400 ns）内符合。结果表明,符合事例率远高于偶然符合率,说明原理样机记录的信号为宇宙线引发的大气切伦科夫光。利用进入望远镜视场的亮星以及由扩展阵列提供的符合事例信息对照相机像素单元指向进行了离线标定,弥补了实验前期未对望远镜进行指向标定带来的问题。原理样机成功探测到宇宙线事例初步验证了水透镜方案的可行性。（4）发展了大气切伦科夫望远镜单镜系统联合闪烁体阵列重建原初宇宙线方向的新方法。结果表明,望远镜原理样机对原初宇宙线方向重建偏差与事例的芯位密切相关。鉴于此,利用闪烁体阵列提供的事例芯位信息对望远镜原理样机重建的原初宇宙线方向进行修正,使方向重建精度得到了提高。（5）通过符合事例研究了原理样机性能指标。结果表明,望远镜原理样机对～10TeV能量的宇宙线角分辨(ψ50)达～0.9?,而且原理样机对宇宙线大气切伦科夫光有一定的成像能力。（6）提出了极高海拔多信使、多波段观测站的设想,开展了选址、探测器预先研究和计算机蒙特卡洛模拟等工作。近期,MAGIC望远镜以很高的显著性（σ＞20）探测到GRB190114C在sub-TeV能区存在辐射、LIGO/Virgo与FERMI/GBM符合探测到双中子星并合事件（GW170817和GRB 170817A）、冰立方（Icecube）中微子天文台探测到的高能天体中微子IceCube-170922A与蝎虎座BL型耀变体（BL Lac object）TXS0506+056相关联,这三大发现进一步说明发展超广角大气切伦科夫望远镜技术非常紧要且前景广阔。