提出了一种以单个直角棱镜为敏感元件的三维小角度同时测量方法。准直光束垂直入射到镀有分束膜的直角棱镜的斜边面,其反射光束产生2倍于俯仰和偏摆角的偏向,由四象限探测器QD1接收,可实现俯仰和偏摆角测量;透射光束经直角棱镜反向折回,其方向也发生2倍于俯仰角的偏向,同时产生包含滚转角信息的平移,此光束由另一四象限探测器QD2接收,利用两个四象限探测器差分测量可实现滚转角测量,并避免了误差串扰,同时增强了抗干扰能力。通过理论分析及实验验证了方法的可行性,在设定参数下,偏摆、俯仰角和滚转角测角分辨率可分别达到约0.1′′和0.3′′,测角精度约为1′′和2′′。
