综合孔径光学系统大大降低了制造大孔径天文望远镜的难度,同时还能获得较高的成像分辨率。但光学系统像差、装调误差、大气湍流等因素的存在使得波前发生了畸变,成像质量下降。另外,即使对衍射受限综合孔径光学系统成像,由于综合孔径填充因子的下降,造成调制传递函数在中频处的值下降。本文针对这两类问题,研究恢复综合孔径成像质量的方法。首先,概述了综合孔径光学系统的相关概念;建立了综合孔径光学系统成像模型;并分析了目前常见的几种综合孔径光学系统的特点。其次,分析了影响综合孔径光学系统成像质量的各种因素,包括对综合孔径光学系统原理引起的中频缺损和外界未知影响因素造成的成像质量下降进行分析。然后,为获得影响综合孔径光学系统成像质量的外界未知信息,探讨了几种波前探测方法;详细讨论了位相差法波前恢复的原理;建立了用位相差法恢复成像质量的模型;对成像质量恢复结果进行了分析,结果表明位相差法能够将一定范围内波前畸变的成像质量恢复到衍射极限。最后,针对由于综合孔径光学系统调制传递函数中频下降带来的成像质量问题作了进一步研究。采用模拟理想物点的方法,计算了系统的调整传递函数;采用了维纳滤波法对衍射受限光学成像系统和有波前畸变光学成像系统的成像图进行恢复,并通过恢复后的调制传递函数,分析了恢复结果,结果表明维纳滤波能够不同程度的恢复综合孔径光学系统的中频信息。