近年来，多场高技术局部战争结果都表明航空侦察平台在获取战场情报以及提升作战部队战场态势感知能力等方面具有重要作用。目前，高分辨率的全天候空中侦察平台的研制在国外已经取得重大突破并已得到了实际应用。相对而言，国内的航空侦察平台在总体性能上还很落后，这是因为我国现有侦查系统的框架结构较大，所用材料性能较差以及光学小型化设计和加工制造水平较低。目前应用较为广泛的是具有全天候侦察能力的可见/红外航空侦察平台。因其优异的侦查能力，各国都竞相提高给航空相机的性能，并已有多种形式的该种航空相机得到了实际应用，在航空侦察中发挥了不可替代的实用价值。本文针对课题研究提出并设计了一种可实现可见/红外多波段成像光学系统的新方案。该光学系统不但能做到多波段成像，全天候侦查，获取精确、全面的目标信息,同时也兼备了多焦距探测，短焦实现范围广、快速搜索,长焦进行精确观察，能对目标进行不间断观测。在分析总结三种主要形式的光学系统的优缺点适应性的基础上，最后确定共口径部分用离轴三反系统将多波段光引入光学系统，在其后放置二向色分光镜，透射可见光波段，对红外光波段反射，分别引入各自后续透射通道成像。可见光通道为连续变焦结构，焦距为1200mm，300mm~50mm，相对孔径分别为1:6.5/1:8，像面CCD像元数为1024×766象元，象元尺寸为4.7um。红外光通道实现中波/长波共光路，焦距为400mm、150mm和50mm，相对孔径为1:2.5，采用320×240双色制冷型红外焦平面阵列，象元尺寸为25um。系统性能测试结果表明优化后的光学系统总体体积最大为320mm×280mm，在保证了成像质量的前提下，我们成功的实现了系统的小体积、高分辨、全天候侦察的设计。该系统对提升我国航空侦查平台的建设有一定的现实意义。