本发明提供了一种全天时星模拟器干涉场叠加相长效应优化方法与系统，包括：S1、建立偏振分光薄膜琼斯矩阵一般表示形式；S2、采用Pauli矩阵对一般表示形式进行分解；S3、确定影响分光系统薄膜干涉场叠加相长效应的主要因素；S4、基于所述偏振分光薄膜琼斯矩阵一般表示形式和影响分光系统薄膜干涉场叠加相长效应的主要因素确定在全孔径角条件下薄膜最优偏振参数解；S5、将所述薄膜最优偏振参数解作为薄膜参数优化目标；S6、基于所述薄膜参数优化目标对分光系统薄膜偏振参数进行优化。克服了传统PBS薄膜与全天时星模拟器分光系统入射孔径角不匹配的问题，降低了分光系统薄膜干涉场叠加相长效应对分光系统出射光偏振态的影响，抑制了分光系统杂散光的产生，提高了全天时星模拟器星等模拟精度。