为解决传统光纤传像系统中分辨率受传像光纤像素数量制约而导致系统整体分辨率提升困难的问题，提出一种基于塑料传像光纤阵列的多孔径高分辨成像技术，利用传像光纤阵列及图像拼接技术突破像素数难以提升的瓶颈。通过高分辨、小截面的传像光纤组合阵列提升像素，结合微透镜阵列重叠成像的效果，实现光纤阵列成像的完整性，有望使光纤传像系统像素数达到百万数量级。通过建立光纤传像系统性能指标与光学参数之间的关系，仿真设计一款室内监控远心镜头作为传像系统的主镜头，并设计微透镜阵列作为主镜头与传像光纤阵列之间的中继镜头。仿真结果表明，主镜头与微透镜阵列均满足传像光纤性能需求。实验测试结果表明，系统含有40万有效像素，分辨率为40 lp/mm，图像输出完整，该成像系统设计具有良好的可行性，对光纤传像系统的分辨率提升具有重要的实际参考意义。

为了研究大气湍流变化对多孔径光学系统成像质量的影响，针对Golay3结构建立了一个理论分析模型，推导了湍流影响下望远系统的点扩散函数（point spread function, PSF）的表达式。分别针对近似圆形和近似长条状分布的湍流结构对成像特性的影响进行了讨论，具体构建了两种湍流影响下的光场相位计算模型，并计算比较了两种湍流的调制传递函数（modulation transfer function, MTF）。结果表明，光路中存在湍流将导致系统成像质量下降。在近似圆形湍流中，湍流强度越小，系统MTF影响越小。不同强度湍流影响的MTF在归一化空间频率0.16、0.45和0.69处均下降0.05左右。在近似长条状湍流中，对流湍流风速越小，系统MTF影响越小。不同风速的湍流影响的MTF在空间频率0.16、0.42和0.69处分别下降0.25、0.09和0.05左右。比较两种湍流表明，近似长条状湍流对成像系统MTF影响更为明显。