图像压缩是卫星数据处理的重要任务之一。本文研究了一种面向卫星用户的星载图像压缩系统的设计与实现。星载多谱段相机对地实时监视,凝视图像压缩系统要适应高数据率、可变帧频图像数据的实时压缩。围绕星载凝视图像压缩系统的设计与实现,从系统方案、硬件结构、容错设计、系统实现和验证测试等方面开展了一系列工作。本文围绕星上凝视图像的无损/近无损压缩的研制任务,根据凝视相机输入条件和压缩电路功能要求,设计出合理的系统设计方案,研制了一套高可靠性的板级硬件设备,设计并实现了一个高性能、高压缩比的实时凝视图像压缩电路,并对电路实现进行了分析和验证。星上压缩电路处于研制阶段,压缩算法和电路抗单粒子翻转研究都处于发展阶段,系统在星上工作一定年限以后,地面用户的需求也会变化,为了适应未来可能发生的需求变更或增量设计,设计了一个带存储器检纠错功能的可重构系统,实现从地面将配置程序上传到星上,并远程控制将配置程序载入到凝视压缩FPGA中,实现电路功能的更新。再次,为了满足星上图像压缩的可靠性要求,提高了系统抗单粒子翻转能力,在可重构系统中同时实现了对SRAM型FPGA的周期刷新功能。对FPGA的三模冗余(TMR)设计原理进行了分析,对各类逻辑的TMR具体实现进行了研究,并根据SRAM型FPGA和FLASH型FPGA的差异,针对凝视图像压缩FPGA和综合管理FPGA分别进行了TMR设计。