离轴反射系统具有不产生色差、无中心遮拦、结构紧凑等特点，但受其非对称结构影响，其视场常常为线视场。基于Zemax设计了一种大对称视场的离轴三反系统，视场为13°×13°，相对孔径为1/5，焦距为800 mm，波长为400 mm~1 000 mm，主镜和三镜为自由曲面，次镜为二次曲面。设计结果表明:对称视场离轴三反系统的点列图直径均方根小于5 μm，80%能量在一个像元内，光学传递函数接近衍射极限，各项指标满足应用要求。

宽视场高质量的航天相机是未来有效载荷的发展方向，基于宽视场航天相机的装调需求，提出了一种干涉测量与几何量测量相结合的像面测量方法。搭建了宽视场航天相机像面测量平台，利用激光干涉仪确定各视场的焦点位置，激光跟踪仪获取各焦点位置坐标，通过坐标换算和拟合完成像面的绘制，像面测量误差可控制在0.01 mm内。通过该方法，完成了一款离轴三反航天相机的像面绘制，系统焦距1200 mm，相对孔径1∶2.4，视场角10°×1°。测试的像面与光学设计软件ZEMAX输出的理想像面进行比对，像面形状及位置基本吻合，平面度偏差0.009 mm。测试结果表明光学系统装调到位，为探测器配准工序的完成提供了重要依据。