随着人类对空间对地探测需求的不断提升，空间光学遥感仪器的分辨率不断提高，增大光学系统口径是实现该目标的有效途径。与此同时，仪器的研制面临着新的挑战，口径的增大，使得仪器体积增加，系统结构更为复杂，光学、机械零件更易受到外界环境的影响产生变形，进而引起光学焦平面位置的变化，甚至光学像质的恶化。因此，为了解决这些问题，调焦技术作为空间遥感仪器的关键技术之一显得尤为重要，调焦机构成为空间高分辨率成像仪器的必不可少的重要部件。本论文基于某空间高分辨遥感仪器，分析了影响像质的主要因素，结合仪器自身特点提出了调焦方案，并设计了一套适合空间环境的调焦机构，同时利用齐次坐标变换矩阵和Monte Carlo法详细计算了机构的精度。在研制完成后，对调焦机构样机和仪器整机进行了测试，试验表明调焦方案计算准确，机构设计合理，满足成像需要。论文的主要内容包括：一、文章详细梳理了引起仪器像质下降的各种因素。特别针对在轨环境，通过光学、机械、热的联合计算，得到了交变热载荷、重力释放对光学焦面位置以及系统MTF的影响。依据计算结果提出仪器调焦方案，确定调焦元件和运动方向、行程、步长等参数。此外，由计算得出的温度与调焦位移量的函数关系为试验以及在轨运行提供参考；二、阐述了调焦机构中常用的机构类型及其适用环境，结合仪器自身特点，设计了一套适用空间环境的调焦机构。该机构以步进电机、柔性联轴器、滚珠丝杠作为驱动机构，线性滑台作为执行机构，并使用柔性铰链分离驱动和执行机构的运动干涉。通过计算，得出分离干涉所需的刚度，并建立了柔性铰链的刚度矩阵。此外，还阐述了机构的空间润滑设计，分析了调焦机构组件的模态；三、利用齐次坐标变换矩阵建立了调焦机构误差传递模型，它描述了各构件的拓扑结构和转化关系，同时还分析了机构中各部件的误差源及其概率分布，并构建与模型参数的联系，之后用Monte Carlo方法计算出机构的装配精度和运动精度；四、经试验测试调焦机构的定位精度为-0.01±0.0036mm，行程内的离轴、倾斜误差分别小于4μm和10.8″。机构集成于仪器后，进行了变温调焦试验，测试了不同温度场下的调焦量和系统MTF，结果表明调焦设计合理，机构可有效地补偿系统焦面变化，推到得到的调焦变温曲线为仪器在轨运行提供了保证。