高分辨率卫星遥感影像的空间信息提取是遥感和数字摄影测量学科中的重点研究领域。利用卫星遥感影像实现地球表面目标的高精度三维空间数据建模，首要解决的问题就是建立传感器成像几何模型，明确像平面坐标系与地球坐标系之间的数学关系，以便进行影像信息的几何量测、相互比较和复合分析。在该阶段产生的误差，将会影响后续的一系列分析和决策。因此，如何精确地建立遥感影像和地球表面三维空间的关系模型是遥感处理和应用中的最重要的一项关键技术。目前遥感成像大多采用线阵传感器，其推扫式的成像方式使得各扫描行的外方位元素随时间变化，而其成像光束窄和基高比小的特点则导致定向参数之间存在很强的相关性，使得最小二乘估计的均方差较大，不再是最优估计。因此如何克服成像几何参数之间的强相关性是建立线阵传感器成像几何模型最主要的难点，也是本文主要的研究方向。本文提出以对偶四元数为数学工具进行遥感影像几何定位的全新技术方法，利用对偶四元数建立遥感通用传感器严密成像几何模型，将光线束的位置和姿态统一用对偶四元数表示，实现像点到地面点坐标的变换，从而克服成像几何参数（外方位元素）之间的强相关性，提高几何定位精度。并且进行了大量的遥感影像几何定位实验，来验证本文的理论研究成果。本文的研究成果为从高分辨率遥感影像上恢复地球三维空间信息提供了理论和技术支持，对全球目标三维定位和基础地理数据的获取具有重要的学术意义和前景广阔的应用价值。