调焦是一个成像光学系统必须要做的工作，在科技发展的今天，我们对光学系统的调焦不再通过目视比较而确定，而是通过数字成像分析。目前的调焦方式有很多种，有对比度法、相位法、测距法等。但不管哪种调焦方式，快速、高精度而又稳定对焦是光学工作者一直追求的目标。 目前的主流的调焦技术都采用两种调焦方法—图像调焦和测距调焦。图像调焦法通过像质反馈信息可以提高目标的定位精度，但是也存在对焦速度慢，物体与背景的对比度低时容易产生离焦问题。而测距调焦系统虽然直接反馈调焦系统的调节位移量，达到很快的对焦速度，但是由于没有像质反馈信息，无法根据像质自我矫正，所以其调焦精度比较低。 针对大地观测反射望远镜的结构特点及光学特性，望远镜常用的测距调焦的方法，但是简单的测距调焦法无法满足高精度和高速对焦的要求，本文提出了一种改进的测距调焦方式。通过精确仿真计算得到正焦位置与目标距离的关系，同时在闭环调焦平台中针对实时调焦存在的延迟，提出了速度或者位移补偿方法，既提高了调焦系统的对焦精度，也解决了动态调焦中因滞后造成的离焦问题。 首先，本文对目前的不同种类的望远镜光学系统作了简要的介绍，详细介绍了影响望远镜调焦系统的调焦误差的内部及外部因素，对有限远物点产生的像差进行分析，指出了望远镜存在一定的焦深，重点研究卡塞格林望远镜的结构、光路以及对焦误差来源。 其次，实现了对反射式望远镜的ZEMAX仿真分析。要实现高精度测距调焦，必须找到正确的正焦搜索方向，这就要求我们知道如何设计望远镜，以及如何分析成像质量的好坏，借助ZEMAX软件，可以很快找到正焦位置，实现了对正焦公式的修正。利用MATLAB仿真，采用了几何光学的分析手段，提出了针对离轴望远镜的调焦方法—离轴调焦法

最后，我们设计了自动调焦系统的硬件平台，分析了自动调焦系统存在调焦滞后的原因，提出了对测距调焦系统的延迟补偿方法。并测得了电机的静态误差，通过闭环试验验证了补偿效果。