光学系统高分辨成像能力在航空航天、天文观测、军事侦查、灾害预警等方面具有重要作用。光子集成干涉成像系统的出现为高分辨成像实现提供了新的途径。该技术将光子学技术与合成孔径技术相结合,实现了超轻超薄的光学合成孔径系统,同时具有实时、高分辨、多光谱成像能力,相对于传统光学系统显示出巨大的优势。干涉成像系统对误差较为敏感,因此光束在系统中进行传递时,任意流程产生误差均会对复可见度信息测量造成影响,最终导致重构图像成像质量变差。因此,对光子集成干涉成像系统内部误差研究至关重要。本文的主要研究内容如下:1.本文从干涉的基本理论出发,分析了干涉成像系统图像重构原理。在此基础上,对光子集成干涉成像系统结构与工作流程进行了介绍,分析了系统内各组件的原理、结构与作用。对成像系统的分辨率、耦合效率以及成像视场等性能参数进行了分析,并与传统单孔径成像系统进行对比。2.对系统的光学成像过程进行了分析,构建了光子集成干涉成像理论模型。以SPIDER系统结构为参考,对系统成像过程进行了数值仿真。并结合相关的像质评价方法,量化评估了系统结构参数对于系统成像质量的影响。3.对光子集成干涉成像系统子孔径阵列误差进行了分析,并研究了相应的误差补偿方法,提高系统成像质量。基于图像重构原理,对成像系统中子孔径阵列误差来源进行了分析,根据误差对于复可见度测量的影响,对子孔径误差进行了分类。此外,针对子孔径阵列误差引起的非共面基线效应,研究了相应的复可见度测量方法与图像重构算法。通过计算机数值仿真,分析与总结了误差对于系统成像性能的影响。根据以上结论提出了一种子孔径阵列误差补偿方法,通过在系统中配置一定数量的短冗余基线降低误差对于系统成像性能的影响,仿真结果显示了该方法的有效性。其中,该方法对阵列失效误差补偿效果最好,对阵列离面偏移误差补偿效果最差。4.针对光子集成干涉成像系统光束合成器误差,提出了一种适用于大规模光束合成器的在线标定方法,可实现目标复可见度信息的高精度测量。该方法仅需通过控制标定光束的通断与相位差,即可实现对光束合成器传输特性与干涉特性的精确标定。与传统标定方法相比,该方法极大简化了系统结构与标定过程。通过实验对该方法进行了验证,对光束合成器的测量结果表明,该方法可有效提高目标复可见度的测量精度,且该方法所获得的器件复可见度相位值与传统测量方法所得结果相比差值小于1.41%。此外,基于此方法设计了一种适用于光子集成干涉成像系统的在线标定补偿系统,该系统结构简单,布置灵活,可用于对系统内光束合成器误差的快速补偿。5.开展了光子集成干涉成像原理验证实验。通过五组长度不同的干涉基线同时对目标信息进行采样,获得了相应的复可见度信息。基于实验结果分析了影响复可见度信息测量的误差因素,并采用仿真实验分析了误差对于图像重构结果的影响。