无人机可以应用于长时间空中昼夜飞行和危险性飞行作业，是航空遥感应用领域的重要载体平台，具有广阔的应用前景与市场需求。数字成像单元作为影像获取与数据处理单元，是遥感应用系统重要的组成部分之一。其中CMOS图像传感器作为主流传感器的一种，发展迅速，潜力巨大，把握跟踪其技术前沿具有重要意义。 本文设计了一套基于CMOS图像传感器的成像单元原型系统，提出了一种轻捷灵活的大容量数据存储方式，实现了图像获取、处理与数据存储的功能一体化。在该原型系统的基础上，形成了一套具有实用价值的CMOS成像单元的实现样机，并进行了初步的实现工作。作为自主研发的成像单元，为遥感应用中的影像数据获取系统的研究与设计提供了技术积累，并为遥感图像处理提供了研究平台。 本文具体研究内容如下：1)设计了CMOS数字成像单元的硬件电路与firmware固件程序，实现了图像获取功能，可通过程序对CMOS图像传感器和图像处理芯片进行设置，达到曝光时间、快门响应速度、手动拍摄与自动拍摄及自动拍摄时间间隔等参数的设置； 2)调研并进行方案选型，实现了成像模块作为主设备、外接USB存储器作为影像数据存储设备的原型系统，为遥感应用，特别是无人机遥感应用领域中大数据量存储技术提供了一套便捷可行的方案； 3)整合成像模块与存储模块，实现图像获取与存储的一体化； 4)结合实际项目，为系统改进优化提出了相应的解决方案，并开展了改进方案系统的初步设计与实现。