常规衍射光谱成像系统采用单通道方案，主要针对简单图形目标或光谱特征已知的气体目标进行模拟仿真和光谱成像实验。而当目标为自然场景等复杂景物时，成像系统的光谱解算效果和精度难以保证。针对复杂景物成像，设计了一套双通道可见近红外衍射计算成像光谱仪系统，在常规单通道衍射成像光谱仪系统的基础上，增加一路全色相机成像，可以为衍射成像通道提供复杂景物的全色信息和先验知识。将两个通道的数据进行联合处理，提升最终的光谱数据反演效果和反演精度。介绍了系统组成和基本原理，分析了系统性能，利用仿真程序模拟了系统成像过程。在实验室搭建了可见近红外衍射计算成像光谱原理验证装置。对实验得到的450~800 nm的可见近红外混叠光谱数据进行光谱复原。利用海洋光学光谱仪测试色板的光谱曲线作为标准谱线，与复原得到的光谱数据进行对比，反演的光谱数据平均精度优于90%。通过衍射计算成像原理分析、模拟仿真和原理实验，验证了双通道衍射计算成像系统原理的正确性，能够反演得到精度优于90%的复杂景物光谱数据，提升了衍射成像光谱系统应用潜力和应用价值。

光谱成像技术是深空探测领域的重要技术手段，可服务于多种空间科学实验。针对深空探测领域对光谱载荷的高稳定性、高光利用率的需求，提出一种新型深空高光谱衍射计算成像探测技术，将衍射光谱成像技术和光场成像技术结合，解决衍射光谱推扫成像系统中探测器需要大范围扫描问题，实现一次拍照获取目标空间信息和光谱信息，即快照式成像。这对未来深空探测高光谱成像仪的设计和研究具有指导意义。