大气气溶胶和云的散射辐射具有与其光学物理特性密切相关的空间分布特性和偏振特性，采用多角度偏振遥感技术可以探测影响全球气候变化的气溶胶和云的光学、微物理特性参数，多角度偏振成像仪正是基于此特殊应用需求而发展的一种偏振探测仪器。星载多角度偏振成像仪类似于法国的POLDER，是一种大视场画幅式低畸变成像的偏振传感器， 其任务是通过仪器的超大角度在轨对地观测获取地球环境信息，偏振测量精度和大视场成像是最重要的指标要求，在光学系统方案上选择透射式光学系统，采用反远距结构，根据在运动平台上三次偏振测量须进行

多通道超广角偏振相机可以获得目标的多光谱、多角度和偏振辐射信息，是星载偏振遥感器的优秀方案。通过对采用该方案的多角度偏振成像仪光学系统的分析，指出其超广角镜头的偏振特性的不同部分(线性双向衰减和线性相位延迟)对非偏通道辐射精度和偏振通道偏振精度有不同的影响，导致两种精度要求无法同时满足。在仪器原有方案的基础上，提出综合镜头改进设计、镜头膜系设计和定标模型的方法来满足仪器精度要求。改进方案相对原方案能有效地减小超广角镜头对仪器两种精度的影响，可以为类似的多通道超广角偏振相机的精度设计提供参考。

星载多角度偏振成像仪是一种超广角画幅式低畸变成像的偏振传感器.介绍了多角度偏振成像仪的基本工作原理,从保证偏振测量精度和大视场成像质量要求出发,分析了光学系统的设计难点及光学系统的结构型式,最终采用了反远距型像方远心光路结构.根据光路结构的像差特点,采用非球面镜校正畸变及像散,改善像面照度的均匀性,依据这样的思路,运用光学设计软件对多角度偏振成像仪的光学系统进行了光线追迹和优化,其工作光谱范围为420~930 nm,全视场角为118.74°,焦距为4.833 mm,相对孔径为1:4,并对设计系统