微纳卫星光学遥感以其成本低、体积小、灵活性强等优点正成为目前航天遥感领域研究开发热点之一。但微小平台容积资源限制也是实现高空间分辨率遥感的主要制约因素,为此,本论文探索研究可快速精准展开、适用于3U立方星的高分辨率空间相机光学系统。首先,介绍微纳卫星对地光学遥感相机的发展现状,阐明本论文研究意义和研究目标。根据开发3U立方星平台2米地面分辨率遥感相机的要求,确定指标参数。选用适合展开的两反结构,根据消初级像差条件计算初始结构,优化得到符合指标要求的光学系统。然后,对比展开式主镜孔径方案,确定采用十字形四矩形稀疏孔径结构,根据光瞳函数和MTF分布优化子孔径形状,得到各方向成像性能均衡的孔径结构。接着,按照公差灵敏度分配加工和装调公差,详细给出可快捷展开的光机设计方案。通过力学仿真完善光机设计,验证可靠性。引入焦平面位置预调以减小重力释放对光学系统成像性能的影响,结合公差分配和力学仿真计算出预调量以及定位机构的重复性精度要求。最后,模态分析表明遥感相机在发射和空间力学环境下可稳定工作。所设计方案具备一定可行性,为下一步样机研制和实用载荷开发等工作奠定基础。