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离焦补偿是空间光学相机获得良好成像品质的关键。文章基于空间光学相机的技术特点分析其离焦补偿方法，提出调节三镜的离焦补偿方法。利用CODE V光学软件对某高性能光学小相机的光学系统进行仿真分析，获得离焦补偿精度、离焦补偿范围与系统成像品质的关系。为保证光学系统对移动三镜倾角控制要求，对三镜调焦机构直线精度及其力学稳定性进行了测试，最后对相机进行了地面外景成像验证与在轨测试。仿真及试验测试结果表明，调节三镜能有效地补偿空间三反相机在轨各因素引起的系统离焦，满足相机在轨成像品质要求。