高光谱成像技术是遥感探测的重要技术手段之一，随着高光谱技术的发展和遥感探测应用领域的拓展，结构紧凑、小型化、低成本和可模块化生产的成像光谱系统市场需求剧增。在目前的成像光谱系统中，色散型应用最为广泛，尤其是基于衍射光栅的成像光谱仪发展比较成熟。但是基于平面衍射光栅的成像光谱仪多为离轴光路，结构复杂装调难度大；而同心结构的成像光谱仪常用凹面光栅或凸面光栅，其加工制造难度大，光栅加工工艺对仪器性能影响极大。这些形式的成像光谱仪在模块化应用的民用市场中潜力不足。由于PGP分光器件制造简单，性能稳定，衍射效率高，基于PGP分光器件的成像光谱仪结构相对简单，在小型化、模块化和低成本方面的潜力较大，在航天测绘、工业监测和显微应用领域有很大发展，成为近年来的研究热点。本文根据色散型光谱仪的工作和设计原理，基于棱镜-光栅-棱镜组合分光器件，进行了PGP成像光谱系统实例设计，设计的系统空间分辨率优于1mrad，视场16°，覆盖400nm～1000nm光谱范围，光谱分辨率优于3nm。根据模块化设计原则，前置望远系统和光谱分光系统分别独立设计，为了结构简便起见，整个系统采用折射式结构，光谱成像系统中的分光组件采用棱镜-光栅-棱镜组合结构，保证了光路的直视性。为了对PGP成像光谱系统的性能进行验证，根据实验室现有条件，利用V10型PGP分光系统和IO Flare4M180CMOS相机组装了成像光谱实物系统，该系统空间分辨率为2mrad，视场达到22°，光谱范围450nm～950nm，光谱分辨率6nm。在对光谱定标和辐射定标相关理论进行讨论的基础上，用单色仪对该系统进行了全谱段光谱定标，结果表明该系统色散线性良好，中心波长标准偏差0.45nm，平均光谱分辨率为6.393nm，光谱分辨率标准偏差0.198nm，谱线弯曲在空间采样的亚像元范围内。并用特征谱线定标法和全谱段扫描定标得到的结果进行了比较，二者标准偏差为0.58nm，两种定标方法得到的结果吻合度较高，说明光谱定标结果可靠性高。用积分球对该系统进行了辐射定标，辐射定标误差控制在4.35%以内，并给出了系统的平均光谱响应曲线。在定标的基础上对系统进行地面推扫验证，并对得到的光谱辐射特征曲线和标准辐射度计测得的光谱辐射特征曲线进行了比较，二者的谱线形状吻合度比较高，推扫结果表明成像光谱系统的成像性能和光谱性能满足实际使用。