随着航空航天领域的发展,机载相机在农业、公共安全、军事等领域被广泛使用,对机载相机分辨率的要求不断提高,载机的振动和飞行姿态变化对成像质量的影响也更加明显,因此研究载机振动和飞行姿态变化对相机成像质量的影响,提高机载相机的成像质量具有重要的工程实际意义。本文针对自主研制的机载相机,分析载机振动和飞行姿态变化对机载相机成像质量的影响,并研制了搭载相机的三轴稳定平台。基于理论分析和仿真分析,使用自主研制的机载相机进行振动成像实验和外场测试实验,并对所拍摄的图像进行成像质量分析和评价,验证机载相机成像特性和稳定性。针对载机振动对机载相机成像质量影响的问题,采用光机集成分析的方法,将机载相机结构建模、结构有限元仿真、光学元件刚体位移和表面畸变、光学系统建模以及成像质量评价有效串联。以自主研制的机载相机为研究对象,首先运用集成模型法,使用HyperMesh软件对机载相机进行有限元前处理,使用NASTRAN软件进行仿真分析,得到振动载荷激励时刻光学元件的结构响应。然后在有限元仿真分析的基础上,定量分析光学元件的刚体位移和表面畸变的变化。最后通过ZEMAX建立机载相机的光学系统模型,以光学调制传递函数和点列图作为成像质量评价指标,分析振动对光学系统成像质量的影响。针对载机飞行姿态变化对机载相机成像质量影响的问题,采用坐标变换的方法建立像移计算模型,推导出因载机姿态变化引起的推扫式机载相机像移速度公式,分析像移对机载相机成像质量的影响,提出成像质量对姿态精度的要求,确定稳定平台的补偿精度要求。设计了一种三轴稳定平台进行像移补偿,对稳定平台进行了有限元仿真分析,并对稳定平台进行性能测试。实验结果表明,三轴稳定平台的角速度精度、反馈分辨率和回转精度等各项指标均满足设计要求,能有效补偿载机的飞行姿态变化。最后对机载相机进行了振动成像实验、室内成像实验和外场测试实验。采用刃边法对拍摄得到的图像进行传递函数测量,进行成像质量评价,振动成像实验结果与理论分析一致。