随着航空航天事业的蓬勃发展,小卫星由于其质量轻、成本低、应用范围广等优势重新掀起商业浪潮,由于小卫星对重量和体积的敏感,对小卫星载荷体积和重量提出了更高的要求,其中如何设计出拥有更小体积和重量同时又拥有较高分辨率的成像系统就成为了小卫星领域的研究热点。成像系统分辨率主要取决于主透镜（反射镜）的口径。从光学系统设计的角度出发,将光学成像系统设计成折叠状是一种热门的设想,但是这种折叠必然造成特殊形状的透镜（反射镜）,也肯定会对获取图像的清晰度带来新的影响,针对这一问题,本文研究了这种折叠透镜（反射镜）成像系统的图像复原技术路线和途径,主要的工作如下:首先,本文基于图像复原的相关知识和引起图像降质的原因,对图像复原的非约束、约束类、最大熵、盲复原等复原方法进行了研究,在编程的基础上,进行了模拟图像模糊实验,实现了图像的卷积模糊和运动图像模糊,同时给出逆滤波和维纳滤波的编程思路,对模糊图像进行复原,并对不同算法下的图像复原效果进行研究。其次,本文对卫星采集图像过程中的常见噪声进行了研究,包括噪声种类、噪声产生原因、噪声分布函数等,通过计算机实现了常见噪声的模拟仿真实验,模拟图像被噪声污染的情况。在此基础上进行了图像去噪技术的研究,并对现有去噪技术的去噪效果进行模拟对比实验,同时研究了图像复原质量的评价算法,用于评价图像复原和去噪的质量分析。最后,在对折叠卫星光学成像系统分析的基础上,本文提出了异型成像系统的概念。并针对本文提出的十字型异型卫星成像系统进行了分析和计算。估算了该异型成像系统的特殊点扩散函数,探讨了异型成像系统图像获取较高分辨率的技术途径,并通过数值模拟和计算,验证了在能获得异型成像系统点扩散函数的情况下,如不考虑噪声的影响,可以通过逆滤波得到清晰度接近理想图像的处理效果。在考虑噪声的情况下提出了一种点扩散函数修正法进行图像逆滤波复原,其要点是逆滤波的点扩散函数是成像点扩散函数与修正系数的乘积,如果修正系数合适,这种方法的复原效果接近不含噪声的理想逆滤波效果。