光谱成像技术通过获得包含空间信息与光谱信息的图谱融合的三维数据立方体,来实现对目标定位、定性、定量的测量与分析。由于其独特的数据特点与优势,光谱成像技术在各大研究领域尤其是海洋科学研究领域发挥着重要的作用。随着科学的发展和应用需求的推动,大幅宽已经成为了光谱成像技术未来的发展方向。本论文结合了海洋高光谱遥感的应用需求与光谱成像技术的发展方向,提出了一种应用于海洋遥感的宽覆盖干涉光谱成像仪。论文的主要研究内容及研究成果包括:1.简要介绍了光谱成像技术的概念与分类方式,介绍了光谱成像技术在海洋遥感领域的应用,以及国内外针对应用于海洋遥感的光谱成像技术的研究成果与研究进展。2.研究了干涉光谱成像技术的基本理论,干涉图与光谱图的傅里叶变换关系,光谱分辨率,采样频率以及调制方式,研究了像平面干涉技术的基本原理,分析了像平面干涉技术可以实现宽视场的原因。3.研究了像平面式干涉仪、光程差及其非线性残差等基于像平面干涉技术的宽覆盖干涉光谱成像技术的关键技术,结合实际海洋遥感的应用需求,提出了一种新型的像平面式干涉仪以解决大视场问题,并提出了整套系统的解决方案,设计了系统各项参数指标,并依据干涉光谱成像仪的信噪比计算模型模拟预估了宽覆盖干涉光谱成像仪的信噪比。系统的幅宽为320km,视场为35.5o,工作光谱范围400—900nm,光谱分辨率为5nm,400—90nm谱段的平均信噪比达到120。4.研究设计了宽覆盖干涉光谱成像仪的光学系统,解决了干涉光谱成像仪的大视场的技术难点。前置镜采用复杂化的双高斯结构,中继镜采用改进的Dyson结构,设计结果满足技术指标并实现光瞳匹配。在35.5o的视场下,400—900nm的光谱范围内,系统F数为4,焦距为100mm,光学系统在奈奎斯特频率处的MTF优于0.5。5.针对系统固有的非线性干涉误差,提出了一种非线性干涉光谱数据重构算法,解决了宽覆盖干涉光谱成像技术的光谱数据反演问题。本论文依据折射率非线性的两种拟合方式—线性拟合与柯西色散公式拟合,建立了误差修正算法的数学模型,成功地复原出目标的光谱信息,消除了非线性干涉误差对于光谱数据处理的影响。