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美国陆地系列卫星为地球资源观测和遥感数据应用做出了杰出贡献。Landsat-8卫星作为陆地系列卫星的延续，继承了原有特点并有所发展，其数据应用前景更加广阔。本文依托遥感地球所承担的“LDCM数据接收及快速处理设备研制”项目和“控制点优化的LDCM几何精校正算法研究”项目，研究了将卡尔曼滤波算法应用于Landsat-8卫星数据几何精校正的关键技术，并设计实现了基于卡尔曼滤波的Landsat-8卫星影像几何精校正处理软件包。 几何精校正主要通过地面控制点来建立遥感图像与地面之间的精确关系，利用数学平差方法，校正由于卫星星历数据、姿态数据等测量误差造成的卫星图像的几何误差。本文首先介绍了Landsat-8卫星影像几何精校正的数学基础，以及传统Landsat-8卫星影像几何精校正的处理流程，然后深入研究了将卡尔曼滤波应用于Landsat-8卫星影像几何精校正的关键技术，推导了主要矩阵的具体形式，构建了基本方程。 在算法研究基础上，本文结合实际运行环境和卫星数据生产需求，设计实现了一套基于卡尔曼滤波的Landsat-8卫星影像几何精校正处理软件，并对此软件的处理精度进行了详细的测试和数据验证。实验表明该软件能够完成Landsat-8卫星数据的几何精校正，生成几何精校正产品;并且基于卡尔曼滤波的Landsat-8卫星影像几何精校正算法的收敛速度快于最小二乘法，能够在一定程度上减少Landsat-8几何精校正对于控制点的依赖。