高分辨率是衡量成像系统最重要的性能指标之一。传统光学成像系统主要是通过增大系统口径来提高成像分辨率,但是受限于光学加工、制造费用、体积重量、支撑结构等因素,单口径成像系统很难进一步增大口径。分布式孔径成像系统利用多个紧密或者稀疏排布的小孔径,通过共相技术将各个小孔径之间的像差控制在足够小的范围,使系统的成像分辨率等效于单一大口径系统的成像分辨率。相比单口径成像系统,分布式孔径成像系统在降低工艺难度的同时也减轻了重量、体积,但是如何实时探测和校正子孔径的共相误差极具技术挑战。在远距离分布式孔径成像系统中,大气湍流和系统装配误差等因素,使得成像系统中存在孔径内高阶泽尼克像差、孔径间的位置失配误差以及孔径间低阶泽尼克像差,这些误差会严重降低孔径综合成像质量。目前大多数分布式孔径成像系统采用光学共相技术,即利用自适应光学技术探测和校正子孔径的共相误差,在光域上实现各个子孔径信号相干叠加。它的缺陷在于不仅需要大量的中继光学系统实现不同子孔径光束的合束,还需要专门的像差测量和校正装置控制光束干涉前的共相误差。光学共相系统结构非常复杂,且易受到外界扰动的影响。随着电子信息技术的进步,数字化分布式孔径成像技术逐渐发展起来,该技术先记录各子孔径光束的波前复振幅,然后通过数字计算的方式来实现像差的校正(数字共相)以及虚拟孔径的衍射成像。数字共相技术用灵活的软件代替复杂的光学组件实现相位校正,大大降低了系统的复杂度、体积以及加工装配难度。分布式全息孔径数字成像系统利用全息技术记录各子孔径的复振幅,通过数字共相技术校正多种像差,得到多孔径综合高分辨率图像。本文首先研究了分布式全息孔径数字成像系统的原理,分析了成像系统的主要像差以及校正方法,并针对分布式成像系统设计了数字共相的方法流程;随后分析了数字共相方法的时间复杂度,并针对部分耗时多的算法,分析了算法结构,结合高性能平台设计算法优化加速方法,基于GPU平台的高阶、低阶像差校正算法的加速比分别为26.42、36.47以上,并设计了基于CPU-GPU异构平台的分布式全息孔径数字共相方法架构;最后搭建室内分布式全息孔径成像系统,基于GPU平台实现了数字共相过程,最终实现了分布式四孔径综合成像,相较单孔径成像,提高了成像分辨率。