遥感对地观测技术是当前人类获取地球表层信息的重要手段。随着航天遥感技术的不断发展与进步,越来越多的遥感卫星被发射升空,其地面分辨率和几何定位精度也不断的提高。2014年8月13日发射的WorldView-3是美国Digital Global公司开发的高分辨率遥感卫星WorldView系列第三颗卫星,其地面分辨率已经可以达到0.31m,直接几何定位精度预计优于3.5m,是目前世界范围内最先进的商业遥感卫星。我国也于2010年5月全面启动实施高分专项(高分辨率对地观测系统重大专项)计划,高分辨率遥感卫星对地观测技术已经成为当前遥感领域的研究热点之一,而遥感卫星几何定位技术又是对地观测技术的重要课题,提高遥感卫星几何定位精度有利于遥感卫星数据的广泛应用。影响遥感卫星几何定位精度的因素主要包括轨道定位精度,姿态定位精度,星上时问基准以及后期的传感器几何定标精度和平差处理精度等,受硬件水平及定轨定姿技术的限制,大部分国产遥感卫星的直接对地定位精度无法满足高精度应用的需求。因此,传感器几何定标技术以及区域网平差技术则成为了提高国产遥感卫星对地几何定位精度的重要手段。本文主要介绍了当前国内外主要的航天线阵传感器系统及其相关的在轨几何检校和区域网平差技术,并在此基础上确立了以下几个方面的研究内容。(1)基于海量中等精度控制信息的多条带影像联合在轨几何检校研究了线阵传感器的成像几何以及定位模型,并针对其成像原理列出了相关的在轨几何检校参数,同时分析上述参数对传感器定位精度的影响以及各类参数之间的相关性,并提出了消除或者削弱其相关性的一些策略。结合当前地面控制点信息缺乏以及在轨几何检校过度依赖检校场的现状,本文提出利用海量中等精度控制信息自动提取技术,采用多条带影像联合在轨几何检校技术,使用大量的资源三号三线阵影像数据,进行相关的在轨几何检校试验,试验结果表明,仅利用自动匹配的中等精度地面控制点的数据,可以达到利用高精度检校场的检校结果。不仅提高了定位精度,减少了检校成本,而且由于地面控制点是自动匹配,因此整个检校的过程已经完全自动化,提高了检校效率。(2)基于海量中等精度控制信息的线阵影像自检校区域网平差研究了自检校区域网平差技术的基本原理以及方法理论,并介绍了相关的自检校参数选择办法以及自检校模型的建立(美国布朗教授提出的包含四类改正项的共21个参数模型,德国Ebner教授提出的纯数学意义的共12个附加参数)。自检校参数的选择应当避开各类参数之间的相关性。选择具有几何或者物理意义的参数,能够更好的补偿系统误差。本文针对国产CBERS-02B高分辨率相机的内部成像几何特点,分别采用不同组合的自检校参数,并利用一个条带的CBERS-02B高分辨率影像数据,进行自检校区域网平差试验,试验结果表明,引入了内方位元素改正参数后,平差结果精度比未引入这些参数时的精度要提高了2-3个像素。(3)带地面控制点的航天线阵影像区域网平差介绍了经典的粗差检测与定位方法以及相关的选权策略。并选取合适的平差模型和粗差检测与选权策略,分别对天绘一号三线阵影像以及资源三号三线阵影像进行区域网平差试验,试验结果表明,对于长轨道数据(轨道长度超过1000公里),采用合适的同一地面控制点布设方案(本文采用14个地面控制点),定向片模型的平差结果最好。针对资源三号卫星三线阵影像数据,采用系统误差补偿模型,用自动匹配的中等精度地面点作为控制,仅补偿一次项参数即可得到平面不超过15m,高程不超过12m的精度。(4)基于无地面控制点的大范围多条带航天线阵影像区域网平差研究了无地面控制点平差的算法原理以及相关的定权方法,采用大范围多条带影像的联合区域网平差的策略,通过各轨道间的重叠度来约束其位置和姿态数据在平差系统中的自由度,提高无控平差的稳定性。分析了对于超大范围数据产生的大数据量存储于运算的问题以及超大法方程的求逆解算问题。采用总共13个条带的资源三号三线阵影像数据进行了基于无地面控制点的区域网平差试验,试验结果表明,资源三号卫星无地面控制点区域网平差的精度相对于直接对地定位的精度,有了较大的提升,达到平面8.3米,高程5.0米,该精度可以满足国家1：5万地形图的绘制要求。根据超大区域网数据处理能力分析结果,超大范围(无缝覆盖整个中国)的区域网平差处理,具备实际可行性。