空间分辨率是传统对地光学遥感的永恒追求,偏振遥感探测也不例外。随着科学技术的发展和社会的进步,人们对信息的需求量也在与日俱增,卫星遥感图像的分辨率现今已经达米级甚至亚米级。传统光学遥感方式能提供地物目标全色高分辨率的遥感图像,但此种方式受背景光谱的影响较大,进而导致遥感任务的失败。偏振遥感作为一种新兴的对地观测的手段,在强度维的基础上增加偏振维信息,从而丰富了目标的信息,可以有效提高被探测目标与背景之间的对比度。因此,充分发挥偏振信息的优势,在提升目标探测能力方面具有重要意义。信息的真实性是遥感探测的崇高使命。偏振遥感器作为典型的测量系统,对影响其测量精度的因素进行分析,并通过合理的工程手段进行控制与后期校正,是决定信息真实性的重要环节。论文基于海洋高空间分辨遥感观测的应用需求,主要完成了以下几个方面的研究内容:(1)提出了高空间分辨偏振成像的系统方案,并推导了系统的测量方程。根据应用需求,分别研究了目前空间相机的成像方案和目标偏振信息获取方案,分析对比了每种方案的优缺点,提出了长焦距的离轴三反成像物镜结合分振幅同时偏振测量的技术方案,并由偏振测量原理,推导了系统的偏振测量方程。(2)基于系统的技术方案,全面分析了偏振测量精度的影响因素,并进行了详细的误差分析,给出了具体的工程控制措施和校正方法。围绕成像质量、偏振测量精度的核心要求,分析了包括偏振器件特性非理想性、成像物镜残余偏振、系统噪声等因素对系统偏振测量精度的影响,并进行了误差分析,最后给出了具体的工程控制措施及校正方法,指导后续工程实现。(3)实现了系统的工程化,理论分析了系统的力学特性和热适应性能力。从应用需求出发,进行了详细的光学系统设计、光学性能评估以及系统误差敏感性分析,结果表明整个系统易于工程化实现。以光学设计为基础,仍然遵循保证成像质量和测量精度的主线,进行详细的结构与热适应性设计与分析,给出了光机结构方案。根据系统公差分配的结果,给出了整机的装调方案和装调结果,验证了光机系统设计的合理性和可行性。利用有限元分析方法,对系统进行了力学特性和热适应性分析,理论说明了该光机系统可应用于空间环境,且性能优良。(4)提出系统偏振测量误差的校正方法,完成实验室系统性能验证。考虑到系统的光学器件、膜层参数的非理想性以及在工程化实现过程中引进的误差,并综合考虑了系统的复杂性,利用直接对测量矩阵进行定标的方法,完成了光机系统的偏振定标。最后对系统的光学MTF、偏振测量精度等重要参数进行了性能评估,给出了具体的验证方法与验证结果。结果表明该光机系统可应用于高空间分辨偏振遥感探测。