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非共线多线阵CCD(Charge-Coupled Device)相机具有较大的成像视场，能够获取具有较大幅宽的高分辨率遥感影像，在保证观测质量的同时提高了观测效率，因此被广泛地搭载在高分辨率光学遥感卫星上。由于非共线多线阵CCD机械交错式排列并且分时成像，成像几何参数的误差和地形起伏、姿态变化等因素会使影像内部存在严重的几何畸变，导致图像的几何质量降低。本文结合天绘一号全色相机的特点，针对非共线多线阵CCD遥感影像内部几何畸变的问题进行了深入研究，并提出了一系列补偿方法。 本文的主要工作和研究成果总结如下: 1.提出了一种非共线多线阵CCD图像高精度像方拼接方法。该方法主要对图像重叠区误匹配点的去除和相邻子图形变换模型的建立做了针对性的算法改进。由于特殊的成像模式，在非共线多线阵CCD图像重叠区的匹配结果中，误匹配点的分布复杂且难以去除，针对这一问题，提出了基于微分递推最优估计滤波(Differential Recursion Optimal Estimation Filter，DIROEF)算法和基于聚类算法的非共线多线阵CCD遥感图像误匹配点去除方法。这两种算法都可以在尽可能保留较多正确点的前提下完全去除错误点。针对相邻子图像的位置关系与地形变化有关，无法使用常规变换模型表示的问题，提出了一种基于改进的分段仿射变换模型的拼接方法。该方法首先根据片间的偏移量曲线变化特点对其进行不均匀分段，保证每一段内的曲线都是近似线性的，然后在每一个分段内构建仿射变换模型，实现整幅图像的拼接。采用本文算法对纹理特征各异的多幅天绘一号02星的全色影像进行拼接处理并都取得了无缝的拼接效果。另外，采用RFM对拼接后图像进行几何纠正并对拼接处附近点的几何特性进行对比分析，结果证明了本方法在补偿影像内部几何畸变方面的优势。 2.提出了一种顾及片间几何关系的非共线多线阵CCD在轨几何检校方法。该方法将相机相对于卫星平台的安装矩阵设为外几何定标参数，将拟合线阵CCD探元指向的三阶多项式系数作为内几何定标参数。针对传统线阵CCD几何定标方法中仅考虑提高影像绝对定位精度而缺少对非共线多线阵CCD图像片间相对定位误差进行处理的问题，该方法为所有线阵CCD均设置一组有理多项式系数来表示线阵CCD的探元指向，并利用片间的几何约束关系建立各片CCD参数之间的关系，最后利用各片图像上的地面控制点(Gound Control Points，GCPs)和重叠区的连接(Tie Points，TPs)对所有内定标参数进行整体求解。该方法的优势在于既通过每片线阵CCD各自的参数来降低其相应子图像内部的几何畸变，又通过利用整体求解所得到的最优参数来减小各片之间的相对误差，实现了整幅影像内部几何畸变的补偿。采用本算法对天绘一号02星全色相机进行在轨几何定标，并用检查点(CheckPoints，CPs)检验图像内部的相对定位精度，实验结果表明了本算法在补偿非共线多线阵CCD遥感影像内部几何畸变方面的有效性。 3.提出了一种基于分时观测和同名点物方残差的卫星姿态实时精化方法。姿态数据中的未知高频分量会导致图像内部不同点之间存在明显的相对定位误差，从而造成图像内部几何畸变。针对这一问题，该方法首先利用重叠区同名点物方坐标计算值与真实值均不一致的特点，将其中一点的物方坐标计算值作为真实值，然后根据空间后方交会原理建立相邻线阵CCD在不同成像时刻的姿态相对变化关系，并用分段一阶多项式对其进行表示。通过解算上述参数获得了不同成像时刻的姿态相对变化量，并利用此相对变化量对原有姿态数据进行修正，实现了姿态数据的在轨实时精化，从而达到补偿图像内部几何畸变的目的。本文采用天绘一号02星全色影像数据对所提算法进行了验证，利用精化后的姿态数据分别对一景图像内的奇数片图像和偶数片图像进行几何纠正，纠正后的图像在物方坐标系下可以达到亚像素级的拼接水平，表明图像内部不存在明显的几何畸变，证明了本文算法在图像内部畸变补偿方面的有效性。