星载合成孔径雷达(Synthetic Aperture Radar)是一种主动式微波传感器,它可全天时、全天候对地观测,在灾害监测、资源调查等领域发挥着重要作用。不同于光学传感器,星载SAR的定位精度不受姿态精度影响,仅与传感器授时精度和测距精度有关,因而经过系统的在轨几何定标后可达更高的无控定位精度,比如德国的TerraSAR经系统定标后,无控制几何定位精度达分米级。基于星载SAR高无控几何定位精度的优势,将SAR卫星和光学卫星影像联合起来进行立体测图,以提升光学卫星影像的无控几何定位精度,也成为一种潜在的可能。2016年8月10日,高分三号卫星顺利升空。它是中国高分专项工程中唯一一颗SAR卫星,也是中国首颗分辨率达到1米的C频段多极化SAR卫星。高分三号卫星的无控制几何定位精度是影响其应用的重要因素。如何通过在轨几何定标提升高分三号卫星的无控几何定位精度,以及如何充分发挥其高几何精度在立体测图中的优势,成为人们关注的焦点。基于以上考虑,本文开展以下两方面的研究工作:1)高分三号卫星在轨几何定标方法研究。借鉴国外TerraSAR等卫星的在轨几何定标工作,对高分三号卫星几何误差源进行分析并构建其几何定标模型,利用内蒙古鄂尔多斯地区角反射器数据,对高分三号卫星滑动聚束模式进行在轨几何定标和精度验证。2)高分三号SAR卫星/高分二号光学卫星影像联合定位方法研究。探索联合定位平差模型的构建和参数解算方法,尤其是虚拟观测值的权的确定依据,以充分发挥高分三号SAR影像的高无控几何定位精度的优势,提升高分二号光学卫星影像的无控制几何定位精度。实验表明,经过系统的在轨几何定标,高分三号卫星滑动聚束模式无控制平面定位精度由46.76米提高至2.05米。采用基于像方补偿的RPC区域网平差方法进行高分三号SAR影像和高分二号光学影像无控制联合定位,通过合理配赋虚拟观测值的权,平面和高程精度分别达3.1米和3.0米。本文的研究对国产SAR卫星在轨几何定标和国产SAR/光学卫星影像联合定位进行了有益的探索。