在远距离光学成像中,空间分辨率受衍射模糊的限制,增加成像系统的口径可以减小衍射模糊的影响,实现对目标高分辨率成像。但是成像系统口径受限于工业水平、材料等各种因素,从一定程度上限制了分辨率的提升。傅里叶叠层成像技术作为一种新型的合成孔径技术,在显微成像领域取的一定成果,为了探索将此技术应用到远距离成像中,论文开展了在宏观成像中使用傅里叶叠层成像技术实现超分辨率成像方法的研究。介绍了相干光学成像系统,详细分析了傅里叶叠层成像技术在显微镜成像系统中的原理和方法,并对物体在傅里叶域实现“叠层”扫描实现合成孔径的方式进行研究。研究分析了傅里叶叠层技术在宏观成像系统中的物理模型和数学模型,并采用与显微镜中不一样得的“叠层”扫描方式实现合成孔径。结合宏观傅里叶叠层频谱扫描方式,对数据实现重构高分辨率图像的相位恢复算法进行了研究。根据宏观傅里叶叠层成像模型,开展了宏观傅里叶叠层成像仿真实验,在仅考虑衍射模糊影响成像分辨率时,仿真对10mm相机孔径在20m的成像距离,实现50mm孔径的分辨率效果,分辨率提升5倍,仿真验证了傅里叶叠层技术在宏观成像系统中减小衍射模糊,实现超分辨成像的可行性。随后对成像过程中一些重要参数进行了研究,通过仿真分析了合成频谱大小、重叠率、随机高斯白噪声等因素对重构结果图像质量的影响。仿真结果表明合成频谱越大,重构图像质量越好。相邻孔径50%以上的重叠率是保证分辨率提升以及重构图像质量的重要条件。在合成孔径大小固定的条件下,重叠率越高重构图像对噪声的容忍度就越高,当不同重叠率时噪声大于某个阈值时,会造成图像质量下降迅速。根据宏观傅里叶叠层成像原理,设计了宏观傅里叶叠层成像实验方案,并搭建了宏观傅里叶叠层成像实验平台。,利用搭建的实验系统开展了宏观傅里叶叠层成像实验,对采集的实验数据进行预处理操作使图像对齐、去除背景噪声。针对不同目标的实验数据进行重构,实验中通过USAF分辨率靶标量化实验结果,在1.5m的成像距离实现约4.5倍的分辨率提升。对五角星目标的实验中利用2.34mm孔径的镜头在1.5m的成像距离上实现了 17.78mm孔径镜头的分辨率效果,经过计算宏观傅里叶叠层成像实现了对应理论分辨率的提升,验证了傅里叶叠层成像技术在宏观成像中提升分辨率的能力,未来在远距离成像方面具有潜在的应用前景。