近年来,传统光谱成像技术在追求更高空间分辨、光谱分辨、图像信噪比水平时需要克服很多障碍,特别对光学系统设计、探测器和计算处理数据的硬件要求越来越高。尤其对于航天高光谱成像应用,基于香农-奈奎斯特采样定理的传统采样方式由于对光学系统和探测器的硬件要求极高、需要采集的数据量过于庞大,其需求增长已远远超过现有光学系统设计制造、探测器制造水平和数据处理器的发展水平。可喜的是,随着基于压缩感知理论的压缩采样成像技术孕育发展,结合压缩采样成像技术和光谱成像技术的编码孔径压缩光谱成像技术也应运而生,有望成为解决所面临问题的有效途径。在压缩采样成像技术和光谱成像技术的基础上,针对航天遥感应用特点,本文提出对推扫式编码孔径压缩采样高光谱成像仪进行研究,主要工作如下:1、设计和实现了一种具有原位标定功能的推扫式编码孔径压缩采样超分辨成像系统。通过理论分析,建立了系统的数学模型,并模拟实现了四倍分辨提高的成像过程。还搭建了相应的实验系统,在实验室条件下实现了二倍分辨的提高。2、对推扫式编码孔径压缩采样高光谱成像系统整体结构进行了设计。针对压缩采样光谱成像系统对高性能轻量型直视色散棱镜的要求,利用光学性能优异的聚酯材料(E48R)设计了一种直视型双阿米西棱镜,在光学模拟软件中模拟使用该设计棱镜的光谱成像系统,对其成像性能进行了模拟仿真分析,模拟结果表明该色散棱镜完全可满足光谱成像要求。3、建立起推扫式编码孔径压缩采样高光谱成像系统的成像模型。进行了光谱采样与重构图谱过程的模拟,利用6帧采样数据成功恢复出33个谱段的光谱图像数据。从取得的研究成果来看,编码孔径压缩光谱成像技术可以在较低采样的情况下重构得到较好的光谱数据,可以解决传统高光谱成像系统继续发展遇到的问题。希望通过本文的结果,可以对编码孔径压缩光谱成像技术有一定的参考意义。