1981年12月,从西北工业大学飞机系本科毕业,获得学士学位。随后,考入国防科技大学攻读硕士学位。
1984年7月,从国防科技大学航天技术系固体力学专业毕业,获得硕士学位。毕业后留校任教,历任国防科技大学航天技术系助教、讲师、副教授、教授、博士生导师。
1990年,被选派赴德国攻读博士学位。
1995年,从德国不莱梅大学精密光测专业毕业,获得博士学位。
1996年,回国后担任国防科技大学航天与材料学院教授、博士生导师,技术三级。
2004年,被聘为教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。
2009年12月,当选为中国科学院院士。
2010年11月17日,任西北工业大学兼职教授。
2011年06月27日,任西北工业大学外聘院士、博士生导师。
2016年12月,任湖南省科学技术协会第十届全委会副主席
2017年11月,任西安电子科技大学战略咨询专家、国防科技大学科技委副主任、中国力学学会常务理事、实验力学专委会主任、中国宇航学会遥感专委会副主任委员、国家月球探测工程中心绕月探测科学应用专家委员会专家、国际光电工程学会会员、美国光学学会会员。
2007年,被评为“湖南省科技领军人才”。
2017年11月14日,获第二届“叶剑英奖”。
此外,曾先后获得“国家技术发明二等奖”、“湖南省自然科学一等奖”和“技术发明一等奖”、“军队科技进步二等奖项”,并获得发明专利50多项。