随着CMOS图像传感器(CIS)技术的发展，发达国家已经将CMOS图像传感器应用于遥感相机、星敏感器等空间探测领域。通过对民用级的CMOS图像传感器进行研究，掌握以其为核心的成像系统的开发方法，对我国今后相应的航天设备的设计工作有很大帮助。 本文研究了CMOS图像传感器的发展历史、性能特点、工作原理，并对CMOS图像传感器和CCD进行了比较。在实验系统设计中，以Micron公司的MI1310SOC和FillFactory公司的IBIS5-A-1300 CMOS图像传感器为成像单元，通过尝试不同的传输方法来实现其成像及传输系统，其中分别运用了USB2.0和LVDS差分传输方式。系统的硬件部分具体实现时，利用Verilog HDL在FPGA上进行了相关的驱动和控制，采用低压差稳压器实现对CMOS图像传感器和相关器件的稳定供电，PCB均采用多层板实现。特别是在差分传输系统中采用了模块化设计，使系统具有小型、高稳定性和灵活性的特点。实验证明，上述系统工作稳定，功耗低，采集到的图像效果较好。 本文最后提出了在设计之中的注意事项和一些经验性的总结。上述系统的设计对于其他同类系统具有较高的借鉴意义。