在同轴三反射光学系统基础上，采用视场离轴方式，设计了一个在地球同步轨道上对地观测的空间离轴三反射光学系统．该系统同时具有大线视场和大相对口径的特点，设计结果表明，成像质量达到了衍射极限．

为满足低成本空间热成像系统重量轻、适应环境温度范围宽的要求，研制了消热差的大相对孔径中波红外望远物镜，其焦距为100mm，F数为1，全视场角为5°。物镜设计采用了匹兹伐结构型式，仅由两块硅（Si）透镜和一块锗（Ge）的折／衍混合透镜组成，能够实现～20～＋60℃环境温度变化范围内光学被动消热差。对实际加工的红外物镜进行了性能测试，在一定温度变化范围内，特征频率处的MTF的数值均大于0．75，其变化值小于0．05，表明研制的物镜能够保持稳定的良好成像质量，具有好的消热差性能。由所研制的物镜和非制冷探测器构成的成像系统具有相对孔径大、适用环境温度范围宽、结构紧凑、成像性能粥的优点，适合于作为低成本微小卫星的有效载荷。