随着遥感技术的发展，遥感平台对高性能对地观测系统变得越发重要，以国际空间站为代表的大型对地观测平台有着独特优势和特点，主要表现为:1）独特的轨道特点能提供传统卫星所无法获取的宝贵数据;2）在航天员的帮助下，可实现大型复杂观测设备安装、调试及有人值守的运转条件，并可有选择地对地面目标进行观测3）平台足够大可安装多种载荷，可实现多载荷协同观测地球多圈层的参量，保证对地观测数据严格的时间一致性4）节省遥感系统的开发成本，同时避免了制造更多的太空垃圾5）可实现载荷的在轨维修、载荷更换、升级等服务，确保载荷的技术指标符合设计要求，从而保证了长时间序列观测过程数据质量的一致性。月球作为地球的天然卫星，在对地观测方面有着革新性的视角，也有可能给遥感地学研究带来意想不到的惊喜发现。　　任何事物都有两面性，大型对地观测平台拥有优势的同时，另一方面，也会给遥感应用造成相当的挑战。相对于传统卫星遥感来说，这些挑战主要体现在观测几何方面，例如:为了获得更大的观测范围和灵活性，装载在大型低轨平台上的遥感器可能拥有沿轨道（前后）和/或交叉轨道（左右）或任意方向侧视的能力，在传感器几何构像模型构建过程中需要研究这种侧视能力的表示方法由于大型平台体积和重量都比较大，遥感器的安装位置不一定正好位于平台的质心，另外，位置和姿态测量传感器与遥感器之间存在较大的位置偏差相对于传统卫星，由于大型低轨平台运行轨道低，为了保持正常运行，要经历较大的姿态和轨道高度变化，另外，为了满足较大的复杂操作活动（比如:飞船对接和分离、太阳帆板调整以及轨道提升等）需要进行大范围的姿态和轨道调整再加上遥感器的侧视能力，各种复杂旋转糅合在一起，导致坐标系转换过程中可能出现万向节死锁(Gimbal Lock)问题。这些都增加了观测几何的表示以及其上遥感影像定位的难度。　　本论文首先对大型对地观测平台遥感应用的发展历史进行了总结，进而，分析了大型平台传感器观测几何的特点与影响遥感影像精准定位的各种误差因素。随后，以装载在国际空间站的International Space Station AgricultureCamera(ISSAC)传感器为例，系统研究了大型对地观测平台遥感直接定位理论与在轨验证方法。最后，对月基对地观测的几何构像模型进行了探索。　　本文的主要工作可概括为以下几部分:　　(1)国内外大型平台的遥感应用总结，并在此基础上得出了大型平台的遥感应用的优点和不足。　　(2)以国际空间站传感器ISSAC为例研究了大型平台对地观测遥感影像的直接定位理论。基于ISSAC的工作原理，构建其严密几何构像模型，进而研究了其直接定位算法。　　(3)大型平台对地观测传感器的在轨验证技术。基于传感器的严密几何构像模型，通过分析直接定位理论结果的误差源，建立了大型平台遥感器的在轨几何定标模型，并基于此定标模型开展了ISSAC初步在轨验证试验。　　(4)大型平台偏流角的校正方法。在轨验证过程中发现了偏流角的存在，根据其成因研究了偏流角计算方法，并把它应用到前期的直接定位算法中，最终消除影像偏航方向的定位误差。　　(5)月基对地观测几何构像模型的初探。初步了解月球的轨道特征，简析了几何构像模型重要研究的主要内容。