可以选择使用线阵推扫式相机、面阵单镜头相机或面阵多镜头组合相机。过去曾广泛使用的胶片相机，已几乎不用。摄影测量成像系统的设计必须符合以下原则。

包括：①能实现航线构线网。获取的像片必须整齐排列，首先构成航线，再由航线构成区域网，才能满足摄影测量要求。②位姿状态相对稳定并有曝光瞬间的精确量测。要求尽量保持系统参考面的水平状态，并量测每个曝光时刻的6个外方位元素值。

包括：①空间直接定位。能直接用影像上的像点坐标概略推算出其对应目标的空间位置。为此，在传统胶片相机时代，要求摄影瞬间保持像片的三个角元素偏离标准值不超过规范标准；在现代数字相机时代，一般都装置定位定姿系统（POS），能量测该瞬间的位姿元素值。②空中三角构网量测。为了确保能实现空中三角测量构网量测，摄影相机必须有很高的校正几何畸变精度，组合宽角影像必须确保无缝的严格中心投影的拼接，相机与POS的设定基准必须高度一致。③立体量测。现代摄影测量的立体量测（构建地面高程模型等）一般都是通过影像匹配来实现，为确保影像匹配精度，所获取的影像必须有足够高的分辨率和信噪比。④建筑物景观三维建模。为实现该用途、成像系统必须有足够大的像场角，具备倾斜摄影能力。⑤场景监测。为实现此功能，成像系统必须具备高时间分辨率的成像能力。

系统的结构组成包括光学相机、位姿量测系统（POS）和稳定平台三个方面。

光学相机是成像系统的主体，其技术指标大体决定了成像系统的特性。主要指标包括：①相机主距和像元尺寸，决定了相机成像光束的角分辨率。②像场角，决定了影像用作空中三角测量的精度及摄影飞行的效率。③色彩波段，最常用的是RGB波段，与人眼视觉频谱接近。④灰度量化等级，一般要求不少于8比特（优质相机考虑量化误差，RAW数据采用10-12比特）。⑤单相机畸变差校正，要求校正到0.1像元，最大残差不得超过0.3像元。⑥组合宽角相机畸变差校正，要求完成静态和动态误差校正，拼接后的组合成像符合单中心投影要求，最大残差不得超过0.5像元。

用以量测摄影曝光瞬间光学相机的6个外方位元素。用全球导航卫星系统（GNSS）测定摄站点的三维空间坐标；用惯性测量装置（IMU）测定影像的三个姿态角。

用以安置光学相机和位姿测量系统，形成整体结构，滤除飞行平台传递过来的震颤。在必要的情况下，设置三轴陀螺仪稳定平台，使飞行过程光学相机保持主光轴接近铅垂及像片框幅线沿着航线飞行方向。

使用摄影测量成像系统完成航空航天摄影任务，必须做好相关技术工作：①根据任务规则选择安置系统参数及进行任务前系统检校。②做好地面控制工作。包括：建立GNSS地面参考站，或选用连续运行基准站（CORS），用以实现飞行过程的机上GNSS差分定位；对于高分辨率高精度要求的航空摄影，当地面自然景物的像点达不到像控点要求时，可以布设人工标志点，用以提高控制点精度。

摄影数据的现场处理，包括组合宽角相机的影像拼接、自动空中三角测量构网等，这些工作必须现场完成，并检查质量，才能撤回野外作业队伍。