偏振成像是一种先进的光学成像探测技术,在获取强度图像的同时,还能获取目标的偏振信息。在目标探测和识别领域有着重要的应用。空间调制全偏振成像是一种新型的同时全偏振成像技术,基于偏振的Stokes理论将目标的全Stokes参数（S0、1S、S2、S3）图像在空间上调制耦合成单幅干涉图。该方案在原理上可以实现快照式偏振成像,相应的仪器紧凑,性能稳定,有着很好的应用前景。本文的主要内容如下:1)针对空间调制型全偏振成像技术方案的基本原理,从偏振的基础理论和干涉的基本原理出发,综合采用傅里叶光学、几何光学、波动光学和线性系统领域的相关概念、原理和方法,逐级建立了辐射链路中复振幅的变换关系,分析了空间调制的物理机制,构建出了空间调制的数学模型。2)分别从成像信息偏振干涉的频域和空域调制机制以及模型数学特性出发,分析了全偏振信息空域重构的基本原理。通过模板内部的超定线性方程组求解,给出了空域解调算法的具体实现方法。3)利用神经网络模型对输入图像进行测试仿真,得到空域解调的重构结果,采用结构相似度（SSIM）参数定量评价空域解调算法与频域解调算法的解调效果,然后建立误差模型,利用测量误差模型分析了解调矩阵条件数与测量结果的关系,结果表明载波矩阵条件数K与测量误差存在相关性,并以此探究提高测量精度的方法。4)最后,设置仿真参数,得到最小条件数的系统选型,再利用该选型对开发的算法进行了修正。在仿真偏振态图像和给定偏振态实测图像的算法测试分析中,使用SSIM评价修正后的解调质量。对于仿真偏振态图像而言,修正后算法对应的Stokes参量探测误差＜5%,修正前后实测数据SSIM值分别在0.9680和0.9718以上,结果表明通过约束条件数方案优化得到的重构图像的SSIM值大于算法优化前得到的SSIM值,从而验证了该方案的可行性。