本课题来源于某机载轻小型航空遥感项目需求,以低空作业的轻小型无人机为飞行平台,以完善相关低空对地观测、服务传统航空摄影、满足空间市场需求为目的,旨在实现复杂地形条件下位置姿态信息与高清遥感影像的集成,并对数字图像与POS串口信号完成一体化采集与存储,为其图像的后续融合处理提供支撑。一体化记录系统采用模块化和自顶向下的设计路线。针对轻小型无人机航拍的特点,综合考虑遥感指标要求与实际应用环境,系统以Spartan-6系列FPGA为主控制芯片,以COMS相机为遥感敏感单元,集成了3路POS串口采集。针对航拍过程中不同信息源的时间同步误差,系统采用一体化缓存处理实现了图像与POS数据的帧级别同步。为满足图像数据的高速准确的传输和存储,采用eMMC Flash作为系统存储单元,采用千兆以太网作为上下位机的传输协议。文中着重介绍了机载成像与POS信号一体化记录系统中各功能模块的硬件设计、控制逻辑、eMMC5.0协议以及数据校验等技术。最后对系统成像、数字信号采集传输等功能进行了测试,从而进一步优化设计。测试结果表明:一体化记录系统的设计基本达到指标要求,图像与POS信号的采集、传输以及存储功能较为完善且多源信号的时间同步误差较低,各项数据和指令的接收与传输准确率高,具有一定的理论和实用意义。