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GF-1卫星作为我国高分辨率对地观测系统的首发星，其卫星影像已经在资源调查、环境监测、灾害评估等众多领域发挥了重要作用。为了进一步拓宽其应用领域，提高国产卫星影像市场占有率，则必须向用户配套提供相关的几何处理方法。因此本文针对GF-1卫星PMS和WFV载荷特点，建立一套适用于该卫星影像高精度几何处理方法。首先基于北京地区长时间序列影像，对PMS和WFV影像进行几何定位稳定性评价;其次建立了基于影像几何偏移统计的GF-1卫星同轨全色影像自适应配准模型;然后结合同一区域的ZY-3卫星影像，实现了国产多星联合对地观测，并对影响其立体定位精度的因素进行了初步的探讨;最后针对WFV多相机联合观测特点，利用基于弱交会条件的区域网平差方法，实现影像几何无缝拼接，同时提出了一种自交叉辐射定标方法，实现了不改变影像辐射信息的物理匀色处理。具体研究内容及结论包括以下4个方面: (1)以北京地区为研究区域，将ZY-3卫星影像作为参考影像，通过对GF-1卫星PMS和WFV影像的定位稳定性分析后发现，GF-1卫星影像几何定位稳定性较好，其中PMS影像几何偏移量稳定于60m左右，而除了WFV1影像几何偏移量稳定于200m左右，其他相机影像几何偏移量均稳定于100m左右。同时通过对其偏移方向进行统计后，证明利用某一时相的基于通用成像模型的补偿参数是无法有效消除其它时相影像系统误差的。 (2)通过对大量不同时相的GF-1卫星同轨全色影像间同名点对的偏移量及偏移方向进行统计分析后，构建了一种基于影像几何偏移统计的自适应配准方法。该方法可以实现对配准过程中的搜索窗口大小、搜索方向进行自适应设定，利用该方法可以较好的提取同轨全色影像间同名点对。 (3)以ZY-3卫星三线阵影像为例，分析基于RFM的不同像面补偿方法对影像系统误差补偿效果的优劣，并利用区域网平差方法实现高精度立体定位。开展了利用多颗国产卫星联合立体定位实验，并对影响其定位精度的因素进行了初步的探讨。 (4)采用基于弱交会条件下区域网平差方法实现WFV影像几何无缝拼接。同时分别在对不同时相相邻WFV相机影像重叠区域DN值和表观辐亮度的相关性进行统计分析和仿真模拟后，提出了一种自交叉辐射定标方法，解决了影像拼接后接边处辐射不一致性问题，实现了WFV影像拼接处物理匀色。