采用外视场拼接的实施方案实现了机栽多光谱相机宽幅覆盖和高空间分辨率的需求．先通过探测能力估算和指标要求论证了子系统的设计参量，然后基于光线追迹的原理给出了光学子系统的设计结果．该子系统采用了6组共9片的双高斯复杂化结构型式，焦距为175mm，相对孔径为1／3．6，光谱范围500~900nm，全视场角18°．该设计结果成像质量高，色差、畸变及弥散斑尺寸均满足系统拼接要求．该系统对加工装调要求适中，可为该类多光谱相机的设计提供参考．

分析计算了一些普通光学玻璃及晶体光学材料在0．9～2．5μm短波红外段的色散特性．在远距型的物镜结构后组中采用的厚弯月镜能产生一定量的反向色差补偿前组中的二级光谱，所设计的物镜在焦距800mm时的带孔径处最大色差0．13mm．结果表明，采用氟化物玻璃与重火石玻璃的三片式组合在短波红外段具有较好的消色差能力．

在光学反射矢量公式的基础上，通过坐标变换和矢量分析，对指向摆镜的位置对地面观测目标的影响进行了分析，得出了在允许的光谱成像仪对地观测误差的条件下，指向摆镜的转角准确度和定位准确度，为指向摆镜的设计与装调提供了理论依据．

在计算分析的基础上，采用极值搜索法，利用太阳模拟器（波长范围：250mm～2500mm），准直镜（焦距：120mm）和偏振片（消光比：1／500）对空间调制干涉光谱成像仪的偏振特性进行测试．结果表明：偏振片的消光比以及准直镜自身的偏振度是影响空间调制干涉光谱成像仪偏振度测量过程中不确定度的主要因素．