高分辨率光学遥感卫星已成为当今对地观测技术的重要组成部分。高精度几何处理质量是满足影像后续各种处理与应用的关键与基础。震颤测量系统姿态处理精度、频次不高以及卫星平台存在的震颤等外在因素已成为影响高分辨率光学遥感卫星影像高精度几何处理的重要瓶颈。所谓卫星平台震颤主要指卫星在轨运行期间,由卫星平台姿态控制、太阳帆板指向调整、携带液体燃料晃动等外在因素所引起的星体本身幅值较小、频率较高的颤振响应。卫星平台震颤导致线阵相机无法对地稳态推扫成像,获取的影像存在一定的扭曲变形,影响影像内部几何成像质量,且随着未来我国0.3米甚至更高分辨率光学遥感卫星的发射,该影响量级将会达到十几个像素,无法满足全球测图、变化检测等高精度遥感应用。针对卫星平台震颤对成像质量的影响,一方面主要基于物理隔振措施进行抑制;另一方面主要采用视差成像原理进行震颤影像地面检测与补偿。上述方法具有一定的局限性,属于被动的处理方法,且发挥的效能有限。近年来,随着线加速度计、激光陀螺(高频角位移传感器)等新型震颤测量传感器的成功研制以及在新一代亚米级光学遥感卫星平台上的搭载使用,实现了卫星平台震颤信息的直接探测,为高分辨率光学遥感卫星影像震颤地面检测、建模与补偿提供了新的思路与方法。针对上述存在的问题与挑战,本文开展了高分辨率光学遥感卫星震颤测量数据高精度处理与应用方法研究。在研究光学卫星震颤测量系统误差特性分析与标定基础上,提出了光学卫星多源震颤测量数据高精度信息融合处理以及基于震颤测量手段的光学畸变影像重建与复原方法,并利用遥感某型号、高分某型号卫星真实数据进行实验分析与方法验证。论文具体研究内容和创新归纳如下:(1)提出面向光学影像几何处理的震颤测量系统误差特性分析与标定方法,为多源震颤测量数据高精度信息融合处理方法奠定理论基础。系统研究与论述震颤测量系统各姿态敏感器(星敏感器、三浮陀螺、光纤陀螺、激光陀螺以及线加速度计)测量原理与误差源,进一步从高分辨率光学遥感卫星影像几何处理角度,分析震颤测量系统各项误差项与影像几何处理之间的定量模型关系并构建误差测量模型。基于上述研究基础,分别提出了震颤测量系统安装误差、内部误差特性参数以及时变系统误差检测、分析与标定方法,为后续实现多源震颤测量数据高精度信息融合处理奠定理论基础。(2)提出光学卫星多源震颤测量数据高精度信息融合处理方法,为平台震颤信号准确检测提供了新的途径。针对当前高分辨率光学遥感卫星配置的震颤测量系统内部姿态敏感器多元化、误差测量模型复杂化的特点,本文从影像几何处理角度对系统误差参数进行合理取舍、近似与优化,提出广义的绝对姿态测量子系统与相对姿态测量子系统高精度信息融合处理模型,实现平台震颤信息的准确估计与检测。具体包括基于绝对姿态测量子系统的高精度绝对姿态计算与广义量测模型构建、基于相对姿态测量子系统的广义误差测量模型与状态模型构建、双向滤波整体加权平差信息融合模型构建以及姿态参数最优估计方法。(3)提出基于平台震颤测量手段的光学畸变影像重建复原方法,有效提高了光学遥感影像的内部几何质量。由于光学遥感卫星平台震颤测量信号与线阵相机焦平面震颤信号存在不一致性,故无法直接用于光学震颤畸变影像的地面检测与补偿。针对上述关键科学问题,本文提出基于几何定标场、高精度密集匹配方法以及探元指向角严密几何成像模型实现线阵相机焦平面真实震颤信号反演,进一步基于傅里叶变换实现平台与线阵相机焦平面震颤信号频谱分解以及震颤传递模型构建,最后采用虚拟化稳态重成像方法实现光学震颤畸变影像的重建与复原,消除卫星平台震颤对光学影像几何成像质量影响。针对上述研究内容,本文利用遥感某型号、高分某型号卫星真实在轨数据对上述震颤测量系统误差特性分析与标定、信息融合处理以及光学畸变影像重建与复原方法进行实验验证,实验结果表明,本文提出的上述方法可以准确对震颤测量系统的安装误差、内部误差特性参数以及时变系统误差进行辨识、标定与建模,实现平台与线阵相机焦平面震颤信息高精度估计以及震颤传递模型构建,有效提高了高分辨率光学遥感卫星震颤畸变影像外部与内部几何质量。