拼接式合成孔径光学系统对系统误差分配有特殊要求，子镜失调将严重改变波前分布，影响系统成像。对一个拼接镜面的卡式原理演示系统进行了误差分析论证，并使用ZYGO干涉仪进行实测。结果表明，拼接镜面的波前误差RMS俘值和PV值有特殊关系，但在一定范围内仍可获得较好的MTF曲线。

拼接镜面合成孔径光学系统子镜的失调将对系统成像质量造成较大影响。不同方向的子镜失调误差有不同的误差一评价函数关系，因此有各自严格的公差分配。研究重点是通过对子镜的干涉图和波前判研以及对系统的物理光学分析获得失调特征和数据，从而指导装调。对比了三种结构相似但F数和口径不同的拼接主镜形式合成孔径光学系统，对三个实际系统拼接产生的位置误差进行分析，总结出各误差对系统像质影响的规律，由此提出了类似系统的设计要点。

介绍了一种基于三反消像散系统的大视场长焦子孔径合成光学成像系统的设计方法。在利用菲涅尔衍射直接积分叠加的基础上对子出瞳波前进行了像质评估，以实现对拼接镜面的全面仿真和分析；用非序列面误差分析和分配的结果修改初始结构；通过高次曲面平衡像差，并在结构优化时使用较小F数的系统增加结构对子镜失调误差的冗余度，迭代完成系统的最终设计。设计了一个同轴三反子孔径合成光学成像系统，焦距为44m，f／8，7子镜拼接，视场角达0．6°×0．06°，通过不断迭代，获得了较好的结构和成像质量。

拼接镜面合成孔径光学系统的出瞳波前是离散的，需要同时引入波象差和衍射光学理论来拟合最佳高斯参考球面，计算出瞳波前和波象差，并通过对像面的衍射积分，评估系统像质。对比了两种像质评估的方法：其一是直接利用干涉仪实测获得的整体出瞳波面参数拟合Zernike多项式衍射直接积分法计算像面复振幅分布，其二是对子出瞳波面衍射直接积分在像面的复振幅进行叠加。设计并制造了一个三子镜合成的成像光学系统，在此基础上用ZYGO GPIXP干涉仪对两种方法计算的像质进行了验证和对比。结果表明，子出瞳波面直接衍射积分叠加法的精度更高，但计算量大；在衍射极限附近，前者的拟合精度也能满足像质的定性评估要求，且计算量较小。