针对航空光电平台中可见光摄像机在高空中由于温度、气压等环境参数的变化所引起的光学系统离焦现象,对基于图像功率谱的清晰度评价算法和检焦搜索算法进行了研究。分析了不同场景的航拍图像的功率谱具有一定的不变性。根据离焦会引起功率谱高频分量的损失，提出了两种对功率谱和对焦评价算子(PSS)的改进。针对航拍易受到环境干扰的问题，提出了变步长的全局搜索算法（FS）。使用1 mm的搜索步长，调焦误差为0.3 mm，满足系统对误差的要求。所提出的两种基于图像功率谱的清晰度评价算法能够有效反映出实际航拍图像的离焦状态，并分别使对焦评价函数的饱和区特性和灵敏度得到改善。调焦实验的结果表明，小于镜头焦深的检焦步长才能保证检焦结果的正确。