光谱成像技术利用目标的不同谱段信息获取目标的物理属性,提高了对目标探测的准确性、灵敏度,扩展了传统成像系统的探测能力,是光电探测领域的一个重大突破。宽波段导航与多光谱成像技术的融合在星体测绘、环境监测等领域具有极为重要应用价值。本文将研究同时对宽波段复合与多光谱成像提出要求的系统,提供导航功能与光谱成像分析功能复合。系统采用滤光片转轮实现共用一个相机,通过滤光轮中的滤光片旋转得到目标的多光谱分谱段图像,利用滤光轮中的白片档位实现宽谱段导航图像信息的获取。文中重点对宽波段多光谱相机光学系统进行了设计与分析,首先基于色差校正理论与光学玻璃的色散特性图,对宽谱段光学系统的色差方程进行了推导,基于此原理对玻璃材料进行了合理选取,并对系统的初始结构参数进行了计算,合理地校正了宽波段光学系统中的色差。系统要求对远近不同距离目标均能清晰成像,为实现此目的对系统进行了内调焦设计。为了解决在内调焦过程中色差稳定的难题,建立了内调焦色差校正的数学模型,提出了一种内调焦宽光谱光学系统的设计方法,分析不同光焦度分布对于系统内调焦过程中组元之间间距变化量的影响,最终在实现内调焦优良像质的前提下,减少移动元件个数,这样既有利于后续的装调也能减少一定的功耗。最后设计出了光谱范围400～1000nm,F数为2.8的宽谱段多光谱相机光学系统,通过对系统的位置色差以及二级光谱的校正与补偿,系统的传递函数在奈奎斯特频率145lp/mm处全视场为0.42,在7μm半径内包围圆能量大于80%,可实现对0.2～200km不同位置物体进行调焦与成像。综合分析后其成像质量满足设计要求,验证了建立的数学模型与推导的公式正确性。最后对光学系统进行了公差分析,分析结果表明系统实际加工可行。