地基望远镜是探索宇宙奥秘强有力的观测工具，但是其成像质量受到系统的静态像差和大气湍流导致的相位畸变的限制。自适应光学技术是通过实时补偿光束在传输过程中大气湍流或其他环境扰动（如机械振动、热效应）引入的误差，提高光学系统的角分辨率，从而使光学系统能够以接近衍射极限的分辨力工作。自适应光学技术引入地基望远镜，打破了因大气湍流尺度而导致的望远镜口径的限制，使提高系统的分辨率和观测低亮度的行星成为可能。GRAVITY是在欧洲南方天文台主导下设计的近红外高角分辨率的自适应光学系统，将实现4个8米口径的望远镜上的长基线干涉成像，达到10mas的天文测量精度，其像分辨率为4个微角秒。再辅以光谱干涉仪，将使其测量精度远远领先于目前的天文干涉测量装置。为了提高GRAVITY的性能，将在VLT(Very LargeTelescope)的四个单架望远镜使用自适应光学系统的校正1.4-2.4μm波段大气湍流像差。通过观测星系深处内部结构和相对运动，解释宇宙星系的起源和演化，提供新的观测证据，验证相对论。本文以GRAVITY自适应光学系统的研制为基础，深入研究近红外自适应光学系统波前探测性能和工程实现方法。本论文主要完成了以下工作:　　1、详细讨论了基于地基望远镜阵列的高角分辨率的天文干涉观测技术，利用范西特(一)泽尼克定理(Van Cittert-Zernike theorem)分析了长基线天文干涉测量的基本原理和分辨率。　　2、讨论了高角分辨率近红外自适应光学系统的设计和参数优化。对系统的关键器件，大气仿真器，Bimorph变形镜和波前探测器的设计、测试和优化进行了详细的讨论。验证了两种影响函数矩阵的测量方法，并在此基础上测试了变形镜的拟合能力，验证了哈特曼传感器的设计参数。最后通过仿真验证了系统的校正性能。　　3、提出了一种新的子孔径拼接干涉测量算法。结合随机并行梯度下降(SPGD)算法微扰和优化定位的混合迭代算法，并在实验中取得了较高的拼接测量精度。对模式拼接和离散点拼接进行了比较，并通过实验，分析了各自优点和测量精度。　　4、将窗口傅立叶变换相位恢复和点衍射干涉测量理论相结合，提出了基于窗口傅里叶变换的点衍射干涉测量术。提出一种采用“轻离轴”窗口傅里叶条纹分析方法来求解干涉条纹的相位分布法，该方法优化了探测器的空间频率性能，并可以有效的降低干扰噪声对测量的影响。