超大口径长焦距反射式光学系统可以获得更高分辨率的图像，是空间遥感系统的发展方向。但是，现有的光学系统多采用复杂非球面镜做主镜，其制造难度大、成本高、装调困难，不容易做大口径。因此，降低超大口径主镜的加工难度就成为迫切需要解决的问题。本文提出了一种四反射镜光学系统设计思想，主镜采用较易加工的球面镜或抛物面镜，大大降低了制造技术难度。文中阐述了四反射镜系统校正像差的原理，利用出瞳附近的四镜校正位于入瞳处的主镜引起的像差，减轻了主镜的消像差负担，使较易加工的球面反射镜和抛物面反射镜作主镜成为可能。同时，以初级像差理论为基础，使用P-W法计算得到初级球差、初级慧差、初级像散、初级场曲和初级畸变的计算公式，并选取适宜的结构参数，得出四种四反射镜光学系统初始结构。并借助ZEMAX光学设计软件，优化得到四种超大口径长焦距光学系统设计方案，并分别从视场、结构、遮拦情况、成像质量以及实现难度等方面进行评价分析。最后探讨了反射光学系统公差制定方法，并利用ZEMAX软件的公差分析功能，以方案一中所设计的系统为例，对超大口径四反射镜光学系统进行公差分析，得到了比较满意的结果。