为了提高天文望远镜的空间分辨率,如今的天文光学望远镜的口径变得越来越大。这些大型天文望远镜对终端观测仪器接收到的图像的质量有着较高的要求。通常光学望远镜在跟踪观测过程中会产生两种图像的旋转,一种是物方视场旋转,另一种是像方视场旋转。为了获得稳定的观测图像,需要在光进入观测设备前对望远镜的视场旋转进行补偿,即消旋。本论文的主要研究目的是就是为国家重大科研仪器研制项目AIMS(用于太阳磁场精确测量的中红外观测系统)太阳望远镜提供可靠的、满足实际需求的消旋方案。AIMS采用的消旋系统为5镜消旋系统,然而这种5镜消旋系统的光学设计、结构设计与分析、误差分析与装调都是需要研究的问题。本论文的主要研究内容包括以下几个方面:(1)分析地平式望远镜视场旋转的产生原因,计算视场旋转的规律,利用MATLAB给出视场旋转的计算结果。利用物象变换矩阵和旋转变换矩阵研究5镜消旋系统的消旋原理。通过研究结果表明5镜消旋系统在一定的消旋条件下可以满足AIMS消旋的要求。(2)基于ZEMAX光学设计软件完成5镜的光学设计,给出了5镜的口径、体积和角度。利用设计软件Solidworks对5镜消旋系统进行了机械结构的设计和三维建模,使其满足可加工装调和望远镜的光路的要求。(3)利用Ansys分析软件对系统的主要部件进行了静力学和动力学模态分析,使其在静力学和动力学方面满足实际的装调对结构的要求。利用ZEMAX进行5镜消旋系统的光学误差分析,得到满足消旋精度要求的误差范围以及敏感误差来源,从而指导装调实验。(4)对5镜消旋系统的光学结构和机械结构进行组装和装调,提出和实现了5镜消旋系统的装调方案和装调光路。