无人机搭载的单一光电载荷已不能满足在复杂多变的环境中对目标进行搜索、捕获、识别的任务需求,为了改善无人机的应用性能,多种光电载荷的集成显得尤其重要。本文在多种光电载荷集成的需求下,针对传统多波段共口径光学成像系统采用的反射式前置光路,在成像时存在中心遮拦、能量低以及装配难度大等问题,设计了一款前置光路采用折射式成像的双波段共口径光学系统,实现机载光电瞄准光学成像系统的双波段集成,同时,也实现了对同一目标的高分辨率成像,进而提高了无人机在复杂环境中的应用效率。应用二组元变焦理论,计算了变焦光学系统理想镜组的初始焦距,选取合适的光学材料,优化出双波段共口径光学成像系统,并利用几何光学与衍射理论两种像质评价方法评价了光学系统的成像质量;根据YNI贡献值,利用光学系统透镜表面对焦平面反射光线的反向追迹图,分析了该反射光线对中波红外系统成像质量的影响;在工作环境能见度大于10km,相对湿度小于60%的条件下,理论计算了可见光成像系统的探测距离,基于MRTD模型（最小可分辨温差）以及Johnson准则分析了中波红外成像系统的作用距离。最后,根据瑞利判据,在一定的探测高度下,对应不同的飞行速度与曝光时间,采用电子式像移补偿法对集成光电瞄准光学成像系统的前向像移进行了像移补偿残差分析。设计结果表明,光学成像系统工作在0.38～0.76μm的波段内,实现36～180m的5×连续变焦;工作在3～5μm的波段内,实现三视场变换,三视场三档焦距之比为3,F数为4。在-40℃～+60℃的工作环境中,光学成像系统经过光学被动式无热化处理之后,满足系统成像质量以及设计指标要求。