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成像光谱技术在多个光谱波段同时获取目标的空间分布信息，使空间遥感的探测能力大为提高，高光谱成像技术是在此基础上，在较宽的光谱波段范围内，以更精细的光谱间隔获得连续光谱的图像信息。
本文首先阐述了国内外在轨及在研的高光谱成像仪研究发展现状，离轴三反+Offner结构分光系统的方案凭借其大视场、高像质、低畸变等优势得到了广泛的采用，而宽幅、高分辨率（包括空间分辨率及光谱分辨率）是高光谱发展的主要方向。
根据宽幅高光谱成像仪的总体指标，对离轴三反系统和Offner结构分光系统进行了深入的研究，针对具体的应用，进行了系统深入的理论分析，并提出了改进型的光学结构，以满足高性能需求。对宽幅高光谱成像仪进行了详细设计，实现了60km宽幅宽谱集成的先进指标，完成了工程实施的研究及可行性分析工作，为工程样机的研制工作打下了坚实的基础。
本文的主要创新点如下:
1、针对高光谱成像望远镜的特殊性，在光阑位置选择、小F数、畸变等方面进一步完善了三反系统设计的相关理论。
2、完善了改进型的Offner凸面光栅光谱仪理论，实现了长狭缝、面视场光谱仪的设计，对两条相互平行的超长狭缝同时进行精细分光成像。
3、提出了一种视场分离技术，分离的效果约为望远镜沿轨方向视场的3倍，实现了光谱仪与主光学的有效集成。
4、设计了同轴基准式的离轴光学系统装校方案。