观测过程中,天文望远镜一般采用多维调整机构对其副镜位姿进行实时调整来确保最终成像质量,而多维调整机构作为精密仪器部件在安装前以及在长期的运行后均需进行位姿检测,以验证和标定其本身的位姿执行精度。本文针对天文望远镜副镜位姿调整多维机构的性能需求和工作特点,采用基于最大长度序列靶标的视觉位姿检测方法,开展了其多维精密位移的检测和标定研究及实验验证。首先,通过研究最大长度序列原理,结合实际测量需求,设计了二维视觉靶标,并搭建了可检测两个正交方向线位移和一个旋转角位移的实验系统。开展了两个正交线位移定点定位实验,并通过定标减小了在5.000mm范围内线位移的测量误差,实现了两个正交方向线位移的测量精度均达为0.001mmRMS。以此为基础,先后开展了转角方向在600″范围内定位和整个系统重复定位的实验。经实验,角位移测量精度达0.15″RMS。而两个正交方向线位移三组实验的重复定位位移数据标准差均为0.001mm,转角方向三组重复定位位移数据标准差分别为0.12″,0.14″,0.12″。然后,针对应用环境和系统安装的实际情况,从镜头失焦,照明不均匀,靶标的偏转及镜头倾斜等可能造成检测误差的情况,开展全面实验和分析,探讨了环境因素对测量的影响,并提出了改进方法。实际数据表明镜头对焦不准以及角度在1°范围内的靶标偏转和镜头倾斜均对测量影响较小,可忽略不计。而照明不均匀的情况会影响序列的识别,在改进算法后对测量的影响可以忽略。最后,将视觉靶标位姿测量系统应用到新型3SPS+3(SP-U)六自由度微动并联机构,选取动平台两个平动和一个转动方向进行了校准,并对其和另外两个自由度方向同时移动的情况进行了精密位移测量。实验数据表明,校准的三个自由度方向中,两个平动方向定位位移测量数据均方根误差均达0.001mmRMS,转角方向定位测量均方根误差为0.21″RMS,以此得出其它两个自由度测量数据也具有较高的精度。考虑系统的稳定性,利用平台校准的三个自由度方向进行重复定位实验,实验数据表明两个平动方向三组实验数据标准差均为0.001mm,转动方向三组实验数据标准差分别为0.17″、0.19″以及0.17″,表明了靶标测量系统具有良好的稳定性。