随着国家利益拓展和“一带一路”国家战略的实施,国民经济建设和军事国防对境外高精度地理信息需求越来越迫切,依靠光学立体测绘卫星采用无控测图技术是获取境外地理信息的有效手段。而在光学立体测绘应用中,相对于平面精度,高程精度由于受基高比、定姿测轨精度等因素的影响,无法满足无控条件下1:1万比例尺全球地形图的测制要求。因此提出了在卫星上同时搭载激光测距仪,用于消除系统误差,提高线阵影像的定位精度。本文对激光测距数据和线阵影像联合平差实验展开系统研究,主要工作与创新点如下:1、详细介绍了线阵CCD传感器构像模型及激光测距原理,并通过激光测距数据和线阵影像数据建立像点观测方程、激光测距约束方程和虚拟观测方程,从而构建联合平差模型;2、依据卫星参数和激光测距仪技术指标仿真得到实验数据。根据卫星姿轨数据、仿真区域的DEM数据及像点量测误差仿真得到连接点数据和检查点数据,根据仿真区域DEM数据、姿轨数据、行时数据、激光测距仪的脉冲数及相邻脉冲的夹角和激光测距误差仿真得到激光测距数据,并根据定姿定轨误差仿真得到初始姿态和轨道数据;3、把仿真得到的激光测距数据作为约束条件加入到光束法联合平差模型中,无控条件下研究激光测距数据对线阵影像定位精度的影响,尤其是对高程精度的影响,在当前仿真条件下,高程精度达到0.88米,满足1:10000无控测图的精度要求,验证了激光数据对于高程精度提高的有效性;4、对其他可能影响定位精度的因素(卫星姿态误差、激光脉冲数、激光发射频率、激光倾角、激光点数及激光测距精度)进行研究,探究达到无控条件下1:10000测图精度要求时各影响因素的指标要求,从而为立体测绘卫星的后续发射提供理论支持。