高空间分辨率卫星遥感系统作为人类获取地球空间信息的重要手段之一，正在国民经济和国防安全等众多领域发挥着越来越重要的作用。为了更快地实现高空间分辨率卫星遥感影像的产品化，更好地服务于社会科学管理和可持续发展，有必要研究针对高分卫星成像特点的精确几何定位理论和处理技术。现代高分光学卫星均采用线阵CCD推扫成像技术，推扫成像几何定位目的在于校正和消除原始影像中系统几何误差，完成传感器定向处理，建立二维图像坐标与三维大地坐标之间的映射关系;并针对不同传感器推扫成像特点，在传感器几何定向之前，完成姿轨参数粗差剔除与滤波、多CCD图像焦面对准拼接、CCD探元几何畸变校正、坐标转换等一系列预处理工作。　　本论文以亚米级北京二号小卫星(BJ-2)星座图像几何定位处理为研究对象，针对BJ-2小卫星成像载荷4片TDI CCD物理焦面非共线安装、5谱段图像（蓝、绿、红、近红外、全色）分时成像、姿轨测量与成像时统不统一、在轨多模式（多景、条带、沿轨跨轨立体、区域）敏捷成像的特点，开展姿轨参数粗差剔除与内插处理、焦面非共线多CCD图像对准拼接、传感器严密几何建模与坐标转换、大气折射和光行差校正、成像仪安装偏差角校正、线阵CCD几何畸变校正等系列关键技术研究，实现BJ-2推扫成像精确几何定位处理，支撑BJ-2小卫星图像传感器几何校正产品的生产。　　本论文在继承当前国内外高分卫星非共线CCD线阵图像拼接、严密成像几何建模、内外方位参数在轨几何检校等技术研究成果的基础上，在分析BJ-2小卫星成像载荷焦面设计和平台姿轨测量精度对传感器校正产品几何精度的影响，完成姿轨参数质检与坐标系转换、虚拟线阵拼接与严密几何建模、大气折射与光行差校正、在轨几何标定与验证等4项关键技术研究，取得以下4项研究成果:　　(1)针对BJ-2小卫星星历参数和姿态四元数输出格式和采样频率，设计了轨道和姿态参数质检与粗差剔除算法，使用拉格朗日插值算法完成轨道参数的内插处理，使用四元数球面线性插值算法完成姿态参数的内插处理，实现了传感器几何定位模型输入参数的质检和平滑处理。　　(2)通过地形起伏和成像角度变化对B J-2焦面非共线CCD图像对准拼接精度的影响分析，总结B J-2焦面非共线4条CCD图像的对准拼接误差分布规律，设计了地形和成像角为初值条件的相邻CCD图像拼接缝最小二乘灰度相关匹配算法，实现了BJ-2小卫星全色和多光谱图像的亚像元对准拼接处理。　　(3)分析和仿真计算了大气折射和光行差对光学推扫成像几何定位偏差的影响，从在轨传感器CCD探元视线出发，校正传统传感器CCD探元、光学透视中心和成像物点三点共线原理几何建模中因大气折射和光行差产生的CCD探元视线偏差角，从而消除大气折射和光行差对几何定位的影响，构建更为精准的推扫成像传感器严密几何模型。　　(4)形成了基于高精度参考影像的相机安装偏置角和线阵CCD探测器焦面几何畸变在轨几何定标技术方法和算法流程，开展了BJ-2小卫星全色传感器的在轨几何标定和验证实验。经与SPOT-6和ZY-3卫星传感器校正图像交叉验证结果表明:BJ-2小卫星几何定标后图像跨轨和沿轨方向的内方位几何畸变RMSE分别由标定前的约8和28个像元提升到约1.5像元，有效消除了图像内部非线性几何畸变和相机装配系统误差。　　论文技术方法和算法模型已应用于BJ-2小卫星图像地面几何定位处理，实现了B J-2小卫星传感器几何校正产品的生产，面向全球遥感用户提供BJ-2小卫星传感器校正产品服务。生产实践结果表明:B J-2小卫星星座3星传感器校正图像的几何定位精度小于30m;全色图像内部畸变小于1个像元/每1000行或列端点像元几何偏差;多波段配准精度小于0.5个像元;多光谱和全色图像配准精度小于0.5个多光谱像元。　　论文研究过程中形成的地形高程和卫星观测角阈值相关的焦面非共线多CCD图像内视场像方亚像元拼接、CCD探元视向角光行差和大气折射偏差补偿的严密几何建模、相机装配偏置角和传感器CCD探元视向角两步法在轨标定等关键技术成果，可应用于我国高分系列卫星几何定位处理，有助于进一步提升我国高分卫星标准数据产品的系统几何定位精度。