大尺寸矩形反射镜结构支撑是离轴三反消像散(TMA)光学遥感器研制过程中的关键技术难点之一。以某临近空间光学遥感器的760 mm×320 mm 三镜为研究对象，系统分析了环境温度对反射镜面型影响的本质原因，得出了温度适应范围与热膨胀系数差(反射镜与支撑结构)、反射镜接口承载能力、柔性支撑刚度之间的关系，形成了一套大口径光学反射镜结构支撑设计思路。提出了一种基于圆切口柔性铰的两轴正交反射镜柔性支撑结构，利用有限元对反射镜组件的光学面型和模态频率进行了仿真分析，通过正弦扫频实验对反射镜组件的结构频率进