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卫星遥感图像的空间分辨率是衡量卫星遥感能力的一个关键性指标，提高卫星空间分辨率已成为各国卫星遥感技术研究的迫切需要。超分辨率重建技术利用遥感图像数据之间的非冗余信息，能重建出更高分辨率的卫星图像，现已成为各国卫星工程技术的研究焦点。本文利用贝叶斯公式，将未知高分辨率图像、图像获取过程、运动参数以及未知的模型参数建立数学模型，并通过变分贝叶斯分析，对所有未知参数进行联合估计。该算法不需要参数调整，能自适应地实现多帧卫星低分辨率图像的超分辨率重建。实验结果表明，该基于贝叶斯框架的卫星图像超分辨率重建算法取得较好的重建效果。