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卫星遥感具有低成本、大尺度的优点，是对地观测的重要手段。但同时也因为卫星遥感影像的空间分辨率较低、覆盖某一区域的时间周期较长且影像间存在时相不一致的问题，卫星遥感技术的应用受到了一定的限制。然而，随着卫星遥感技术（尤其是国产卫星遥感技术）的迅速发展，这些问题正在逐步得到解决。近年来，国产遥感卫星影像的空间分辨率不断提高、影像质量也有了很大改善，2014年高分二号(GF-2)卫星的升空标志着中国民用卫星进入了亚米级时代。实际上，“十二五”期间，通过对资源系列卫星、测绘卫星、高分辨率对地观测卫星的建设与完善，我国已初步形成了多分辨率、多谱段、稳定运行的卫星对地观测体系，大大提升了对地观测数据的获取能力，而国家发展战略规划、卫星产业的商业化也进一步推动了卫星遥感及其应用行业的快速发展。此外，遥感卫星的小型化不仅降低了遥感卫星的发射成本也缩短了卫星研制周期，小卫星组网观测已成为未来发展的主要趋势。卫星组网协同观测极大地提高了卫星遥感影像的时间分辨率，不久的将来能实现几分钟内对全球任意点的重访，卫星遥感的价值将更加凸显。然而随之而来的是海量卫星数据的处理问题，以及实时或近实时地对多源遥感影像进行协同分析的需求。其中，快速、高精度的几何定位是多源卫星遥感影像集成以及后续处理、应用的基础。因此，针对卫星遥感影像快速几何定位技术展开研究，对于提高卫星遥感影像即时服务能力、推动国产数据的深化应用具有十分重要的意义。 本文从卫星遥感影像成像模型、多源遥感影像快速自动匹配、成像模型的优化以及卫星遥感影像的快速正射校正等几个方面系统地研究了卫星遥感影像（仅限于线阵CCD推扫成像方式）的几何定位问题，主要研究成果和创新之处如下: 较全面地研究了星载线阵CCD传感器的严格成像模型，并综合分析了严格成像模型的误差来源，分离出模型中的系统误差项和高频误差项。通过在轨几何定标提高了严格成像模型的定位精度，将H J-1卫星影像的自主定位精度从5公里左右提高到600米左右;通过对姿态数据进行滤波修正高频姿态误差，严格成像模型的内部精度得到提高，使得利用控制点进行精校正时可达到比滤波前更高的校正精度。 针对有理函数模型（RPC模型）求解的病态性问题，提出一种基于L1范数约束的有理函数模型系数求解方法，可有效克服RPC模型系数之间的相关性，在控制点较少的条件下能得到稳定、稀疏的RPC系数。这一方面使得地形相关的RPC求解方案变得实际可行，另一方面也可在地形无关RPC模型的基础上，利用额外控制点直接对RPC参数进行修正，获得比传统像方仿射变化更高的校正精度，突破了地形无关RPC模型仅适用于内定向准确、视场角窄的高分辨率遥感影像的限制。对于内部精度较差且缺少严格成像模型的H J-1卫星2级数据，使用20个控制点可达到1像素左右的校正精度，而对于CBERS-4卫星2级数据，仅需10个控制点即可达到1像素左右的校正精度。 建立了适用于卫星影像几何校正的快速自动匹配技术框架，并在此基础上提出一种基于在线卫星影像的自动匹配方法，可利用Google，Bing等在线卫星影像快速、自动地采集足够数量、分布均匀的地面控制点，用于卫星遥感影像的几何校正。同时针对卫星遥感影像无控制点几何定位的问题，建立了利用多视卫星遥感影像生成稀疏、均匀的多视同名点的自动匹配方法。 提出基于多期卫星影像的无控制点几何定位方法，可以在无地面控制资料的情况下，利用多期卫星影像之间的相互约束关系，提高卫星影像的定位精度。结合从易于获得的中低分辨率参考影像上采集的精度有限的地面控制点，还可进一步达到满足实际应用需要的几何定位精度。利用同一地区的8景GF-1 PAN未校正影像（空间分辨率为2米）和一景Landsat-8正射影像（空间分辨率为15米）进行多视几何约束的区域网平差，影像的定位精度从33.58米提高到3.27米。 全面分析了遥感影像正射校正过程中的效率瓶颈，采用近似计算、GPU加速等方法实现了遥感影像快速正射校正，处理效率优于知名商业软件PCI Geomatica，为即时卫星影像服务的快速几何定位提供了支持。 在算法研究的基础上，研制了一套卫星遥感影像即时定位处理原型系统，可实现常用卫星遥感影像严格成像模型的在轨几何定标、高频误差补偿、RPC参数求解、控制点自动采集、成像模型修正、快速正射校正等几何处理功能，处理效率基本能达到即时卫星影像服务的需求。