La calibración geométrica en órbita es una tecnología clave para garantizar la calidad geométrica de las imágenes satelitales ópticas de alta resolución. En este artículo, presentamos un enfoque para la calibración geométrica en órbita de imágenes satelitales ópticas de alta resolución, centrándonos en dos problemas centrales: la construcción de un modelo de calibración geométrica en órbita y la propuesta de un método de cálculo robusto. Primero, se construye un modelo de imagen geométrica riguroso basado en el análisis de las principales fuentes de error. En segundo lugar, construimos un modelo de calibración geométrica en órbita mediante la optimización razonable y la selección de parámetros del modelo de imagen geométrica riguroso. Sobre esta base, los parámetros de calibración se calculan parcialmente con un método iterativo por pasos dividiéndolos en dos grupos: parámetros de calibración externos e internos. Además, para verificar la efectividad del modelo y la metodología de calibración propuestos, se realizan experimentos de calibración geométrica en órbita para la cámara pancromática ZY1-02C y la cámara de arreglo de tres líneas ZY-3 utilizando los datos de referencia del sitio de prueba de calibración de Songshan ubicado en la provincia de Henan, China. Los resultados experimentales demuestran una cierta desviación del resultado de calibración en órbita respecto a los valores de diseño iniciales de los parámetros de calibración. Por lo tanto, la calibración geométrica en órbita es necesaria para las imágenes satelitales ópticas. Por otro lado, al elegir múltiples imágenes que cubren diferentes áreas y se adquieren en diferentes momentos para verificar su precisión geométrica antes y después de la calibración, encontramos que después de la calibración geométrica en órbita, la precisión geométrica de estas imágenes sin puntos de control terrestre se mejora significativamente. Además, debido a la eliminación efectiva de la distorsión interna de la cámara, se logró una mayor precisión geométrica con menos puntos de control terrestre que antes de la calibración.