本发明公开了一种基于双小型望远镜测量分层大气视宁度的方法,其步骤包括：两台小型望远镜同时指向同一个导星区域,并保持光路共轭；采用直接成像传感器拍摄两台小型望远镜的观测图像；以两台望远镜的孔径直径、孔径间距及各个导星偏移量为初始输入,获取总体视宁度；以上述参数的方差为初始输入,获取各个大气高度分层的视宁度,并计算地面层视宁度,进而反算出各个高度大气湍流廓线。本发明使用的两台小型望远镜口径小、体积小、重量轻,方便携带；采用刚性三脚架限制两台望远镜,能有效规避相对振动误差和导向误差的影响；不需要使用波前传感器,能够有效消除夏克哈特曼波前传感器分辨率相对较低、动态范围有限、精确校准难度大等诸多缺陷。