由于受温度变化的影响, 高分辨力遥感相机焦平面 CCD采样信号的相位会发生变化, 采样位置的温度漂移会严重影响图像的信噪比、动态范围等, 甚至会造成图像无法正常显示。为了解决采样位置随温度漂移的问题, 对高分辨力遥感相机CCD采样位置进行了自适应补偿设计, 首先对CCD采样信号的初始位置进行精密调节, 然后设计了自适应补偿电路, 通过对功耗的控制使各驱动芯片温度基本一致, CCD信号与采样信号在温度变化上具有跟踪性, 在动态上保证CCD信号采样位置的准确性, 从而保证图像信噪比的稳定性。实验表明, 利用该方法, 相关双采样信号的初始位置调节精度小于0.039 ns; 在卫星在轨温度范围内, 相关双采样信号延时最大值为0.46 ns, 保证了相机的高质量成像, 满足航天应用需要。

为了提高星上TDICCD相机成像系统的有效寿命，降低系统在轨运行状态变化后对成像质量的影响，提高星上系统可靠性，设计了星上实时辐射校正系统；通过旋转焦平面，完成星上实时辐射校正与处理，获得多片TDICCD通道间和像元间校正参数，提高相机成像系统的空间适应性和非均匀性指标。在FPGA内部完成校正参数实时存储与处理，并对参数的可靠性、稳定性进行优化。该方法能够实现相机在轨状态下的相机非均匀性校正参数的实时获取。测试结果表明：系统通道内的像元非均匀性能够提高到2.01%，能够实现星上实时辐射校正的功能，获得良好效果。

为了获得高分辨力TDICCD 成像系统中高速视频处理器芯片的性能指标和成像效果，分析了成像系统视频处理器的参数设置、系统噪声类型和处理方法，设计了基于FPGA 的LM98640 芯片智能控制功能，实现了高分辨力TDICCD 视频信号的分时采样量化和精确采样调节控制功能，降低了TDICCD 相机电子学系统的噪声水平，提高了信噪比指标。经实验对比分析，基于LM98640 的TDICCD 视频信号处理系统，能有效提高像元处理速度和图像数据精度，成像系统输出图像信噪比可达到47.4 dB。

针对搭载平台颤振对遥感相机成像的影响, 利用辅助高速面阵CCD相机拍摄高帧频图像序列, 通过像元合并来补偿曝光时间不足, 增加图像的亮度、对比度和信噪比, 同时结合一种区域选择算法来选择用于计算的图像区域, 最后使用灰度投影算法对振动位移量进行估计。实验数据表明, 提出的改进算法误差为一个像元, 在准确性和稳定性方面均明显优于原始算法。

为了满足空间遥感TDICCD相机侧摆成像时对图像定位精度的要求，提出了一种侧摆成像时图像定位精度优化方法。首先，根据遥感TDICCD相机的工作原理计算了星下点成像和侧摆成像2种模式下的行周期值。然后，在分析了侧摆成像会导致一段时间内出现定位误差太大的原因的基础上，介绍了利用记录3种信息：行周期信号上升沿时刻、行同步信号上升沿时刻和二者之间时间差来对图像进行定位的方法。最后，计算了提出方案的定位误差。实验结果表明，在一次成像过程中，产生的定位误差小于地面像元分辨率大小，能满足系统对于图像定位精度的要求。

为了解决高速多通道 CCD应用时数据传输路数多、数据率高的问题，研制了高速多光谱 TDICCD的图像数据传输系统，并在实际工程应用中取得良好效果。阐述了系统总体设计思想和 FPGA实现方案，并对 FPGA功能划分、时分复用存储及 LVDS接口等设计要点进行详细分析，最终系统实现了 5片 TDICCD共 60通道并行图像数据转 7路串行图像数据输出。实验结果表明，单路数据率最高达到 1.38 Gbit/s，系统总有效数据率达到 8.66 Gbit/s，且系统稳定可靠，方便移植。

针对航天高速 TDICCD相机，为了提高其成像质量，提出了对相关双采样信号进行纳秒级延时的精确采样方法和对驱动芯片的温度漂移进行自适应补偿的方法。首先介绍了相关双采样(CDS)的原理，分析了采样位置对 TDICCD相机的影响，然后提出了利用 FPGA内部进位链资源实现纳秒级延时从而对采样信号进行精确调整的方法，同时分析了驱动芯片的温度漂移效应导致对 CCD输出信号的影响，提出了一种针对温度漂移对采样信号进行自适应调整的方法，来满足采样时序关系。利用实际工程中的成像系统对采样位置精度及高低温环境分别进行了实验。实验结果表明，提出的方法能实现采样信号的精确调整，有效的提高图像的动态范围，同时能对驱动芯片温度漂移进行自适应补偿。未补偿前，在低温度 -36℃时图像的信噪比为 37.4 dB，补偿后图像的信噪比为 51 dB。

为了提高空间TDI CCD遥感相机的成像质量，研究了相机TDI CCD积分级数和增益的优化设置方法。分别讨论了信噪比(SNR)和调制传递函数(MTF)与积分级数的关系，指出增加积分级数能解决光能量不足问题并有效提高SNR，但同时会引起系统MTF下降；增加增益也可解决光能量不足问题，但不能改变系统的SNR和MTF，因此优化积分级数和增益可改善图像质量。采用SNR×MTF作为图像质量评价指标，对积分级数和增益设置进行了优化。数值计算结果表明：在给定的相机参数下，当卫星俯仰角速度为0.005 (°)/s，曝光量为饱和值的1/66时，积分级数选为44级，增益设置为1.5可获得较好的图像质量。

为了对卫星振动图像进行稳像处理，分析了卫星振动对时间延时积分(TDI)电荷耦合器件(CCD)成像质量的影响，提出了一种对卫星振动进行补偿的方法。首先介绍了TDICCD 的工作原理及其对振动的敏感性，然后以调制传递函数(MTF)为评价标准研究了振动对TDICCD 成像质量的影响，重点分析了TDICCD 积分级数与振动的关系。通过对卫星振动数据的具体计算表明，TDICCD 的积分级数越大，卫星振动对成像质量的影响越严重。当TDICCD 积分级数大于或等于54 时，MTF 值已下降到95%以下。根据分析结果，提出了基于快速CCD 的卫星振动检测方法和基于振镜的卫星振动补偿方法来补偿卫星振动对TDICCD成像质量的影响。在卫星振动检测技术中，提出了一种改进的灰度投影算法来检测卫星振动参量，检测误差不超过0.5 个像素。