调制传递函数（MTF）是遥感相机的重要评价指标，但是目前对于数字域 TDI CMOS 相机动态MTF特性研究十分有限，为了深入研究其像质下降机理，结合数字域TDI CMOS成像原理，建立了像元、电子快门、曝光时间、振动引起的数字域TDI成像MTF下降数学模型。结合推导模型开展了预估分析和实验验证。结果表明：传感器的有效像元区域分布会影响图像MTF，且开口率越小影响越大；CMOS传感器的卷帘快门会导致数字域TDI成像MTF下降，卷帘速度越慢影响越严重，其中卷帘速度从6 μs变为10 μs时，对应的图像MTF从0.191下降为0.177；曝光时间越短则MTF越高，尤其当存在低频像移失配时更为明显，曝光时间从180 μs减小为100 μs时，图像MTF从0.126提高为0.155，但同时也会影响图像信噪比，因此在实际应用中应合理选择曝光时间。

在小型化成像光谱仪的研制和应用中，如何同时实现轻量化、高地面分辨率和高信噪比是目前亟待突破的技术难题。本文通过将线性渐变滤光片分光技术和数字域时间延迟积分技术相结合，并对镜头进行紧凑化处理，设计了一款工作波段为403~988 nm、平均光谱分辨率为8.9 nm、系统总质量为7 kg的轻小型星载高光谱成像光谱仪。仿真和实验结果表明，该高光谱成像仪能在500 km轨道上得到刈幅宽度为50.5 km、地面分辨率为10 m的高光谱图像，且图像信噪比良好。该成像光谱仪可为微纳卫星获得高分辨率的高光谱图像提供技术支持，推动了我国高光谱遥感探测技术的发展。

机载红外点目标探测系统在搭载飞机飞行中探测系统的环境参数会发生变化，导致通过传统地面标定方法获取的非均匀性校正参数的准确性有所降低，故有必要进行机上基于场景的非均匀性校正。本文提出了一种基于帧间配准的机上非均匀性校正算法，首先对图像进行预处理，滤除探测器坏点影响，然后用两帧邻近图像计算互功率谱，求出互相关函数，确定配准位移。两帧连续图像完成配准后，通过误差函数最小化来实现校正参数的更新，最后对整个图像序列进行上述迭代计算，获取最终校正参数。本文模拟了一组非均匀性场景图像序列作为实验图像序列，通过实验分析，提出了帧间图像变化（平移、旋转、缩放）对本算法校正效果的影响，然后采用两个具有代表性的算法与本文提出的算法分别对该图像序列进行处理，并从图像质量和收敛速度两方面比较算法性能。结果表明：与其他两种算法相比，本文提出的算法非均匀性校正效果较好，峰值信噪比提高了20 dB以上，结构相似性则突破了0.99。本文提出的算法虽然比较复杂，但校正参数收敛速度较快，易于在硬件平台上实现，具有一定的工程应用前景。