高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统，用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10 000无地面控制点立体测图。由于振动及环境等因素变化，激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变，必须开展高精度在轨几何定标。针对高分十四号激光载荷的特点，构建了激光测高严格几何模型，在大气改正、潮汐改正的基础上，利用地面探测器阵列捕获的激光光斑开展激光器在轨几何定标与精度验证。实验结果表明：高分十四号激光测量系统标定后3个波束的高程精度（1σ）分别优于0.190，0.256和0.220 m，达到设计指标，可作为高程控制点开展业务化生产。

为了实现吉林一号宽幅01星亚米级宽幅相机影像的高精度几何定位，建立了超多片TDI CCD机械式交错拼接推扫成像系统的严密几何模型，对严密几何模型进行了基于探元指向角模型附带片间几何定位一致性约束的在轨几何定标方法研究及验证。在推扫式光学遥感卫星成像原理基础上建立严密成像几何模型，通过将定标系数分解为内方位元素定标参数与外方位定标参数，并结合大幅宽超多片探测器机械交错拼接相机的成像特点采用附带片间几何定位一致性约束的分步迭代法求解定标系数。最后，利用参考数据进行了在轨几何定标，获得内外定标系数。结果表明：本文的定标方法及定标模型合理有效，能显著提升吉林一号宽幅01星亚米级宽幅相机影像的无控定位精度，内定标精度优于0.3 pixel，实现了超多片TDI CCD机械式拼接无缝拼接影像的生成，多光谱谱段间配准精度优于0.3 pixel，全色影像与多光谱影像具有一致的几何定位精度，无控定位精度优于20 m（CE90），带控定位精度优于2 m，满足1∶10 000的制图需求。

通过分析成像原理、仿真光学模型和搭建原理样机，讨论了在实验环境下影响自准直定标系统定标精度的主要因素，提出了定标系统在设计和工作中应注意的主要问题，包括像元尺寸选取、像点位置算法、调焦量计算和系统装调误差。根据分析结果对原理样机的定标误差进行了校正，最终实现原理样机的焦距定标精度小于0.4 mm，X、Y和Z方向旋转的定标精度分别小于0.6″、0.6″和12″，定标精度的相对误差优于0.2%。

高精度的图像配准是保证多角度偏振成像仪在轨数据有效性的关键.介绍了多角度偏振成像仪基于光楔的偏振图像配准方法和基于地球参考网格的多角度、多光谱图像配准方法.系统地分析了影响多角度偏振成像仪多角度、多光谱图像配准性能的误差，并提出通过相对几何定标提高多角度、多光谱图像配准性能.对比误差校正前后多角度偏振成像仪的多角度、多光谱图像配准性能，证明所提方法有效地提高了多角度、多光谱图像配准精度.多角度偏振成像仪在轨多角度、多光谱和偏振图像配准精度分别优于0.26 pixel、0.14 pixel和0.1 pixel.