空间外差光谱技术是近年来快速发展的一种新型超分辨光谱分析技术,结合了光栅和傅里叶变换光谱技术,能实现窄光谱范围内的超精细光谱探测,在高分辨光谱探测应用领域具有重要研究意义。本论文重点围绕空间外差超光谱的原理和性能展开研究。介绍了空间外差成像光谱系统的基本结构和工作原理,对其主要性能进行了详细的分析,分析了影响光谱分辨率、光谱谱段范围、视场的因素,在此基础上详述了系统结构尤其是干涉系统的设计过程。研究了空间外差干涉信号和光谱信号之间的对应关系,推导了一维傅里叶变换复原中心波数单边光谱的复原流程,为实现中心波数双边光谱复原,推导了二维干涉图像与目标光谱信息的对应关系,给出了利用二维傅里叶变换复原中心波数双边光谱的方法。搭建实验装置,进行了验证性实验,复原得到了高分辨率的目标光谱信号,实现了亚纳米量级的光谱探测,验证了空间外差超光谱系统的高精度。