为满足对天空背景辐射进行实时光谱测量和特征提取的需求,基于光纤光谱仪研制了一台一体化天 空背景辐射计,可测量340～1030 nm波长范围内的天空背景辐射光谱,波长分辨率优于0.5 nm, 具有定点测量、全天空扫描测量两种工作模式。在介绍系统总体结构的基础上,描述了光学组件、 转台系统、跟踪模块、嵌入式控制系统及恒温控制模块等硬件部件的结构,以及上位机软件的 设计思路、设备工作流程和定标方式。最后分析经光谱辐射定标后的测量数据,初步验证设备 工作的可靠性,为天空背景辐射的实时测量及光谱特性研究提供了有效手段。

为获取更精细的背景辐亮度分布信息，提出基于光纤光谱仪和二维转台对全天空背景光谱辐射进行测量的方法。可实现定点观测及全天空扫描两种工作方式。详细介绍了测量原理、系统的组成、定标的原理及方法等。经过一次全天空扫描可获得649个光谱辐射亮度采样样本，每个样本的光谱分辨率为0.5 nm。各个样本测量位置作为像素点，相应位置上各波段的辐亮度值作为灰度值，可得到各波段的全天空背景光谱辐射分布图。该方法为之后的科学研究提供了更详细的信息。

高层大气长波红外背景辐射特性是目标识别和红外辐射特性测量的重要研究课题。根据NRLMSIS-00大气经验模型，分析 了高层大气温度和气体浓度对红外辐射的影响。利用高层大气辐射传输模式SHARC，在6 ～ 15 m波段对不同观测位置和大气模式条件下的 高层大气背景辐射进行了数值计算和理论分析。结果表明，高层大气长波红外辐射会随临边切线高度的增加而减弱，随倾斜观测天顶角的增加而增 强，随太阳天顶角的增加而减弱。曙暮光和极光对高层大气长波红外辐射具有重要的增强作用，而且高层大气长波红外辐射存在纬度和季节变化特 性。高层大气环境对长波红外背景辐射的影响分析结果可供空间目标探测和卫星红外遥感等工程参考。

初步研制了一套基于我国大气模式的、光谱分辨率为1 cm^－1、计算速度较快的通用大气辐射传输(CART)软件。对该软件的研制背景、主要功能和部分计算结果、应用领域等作了简单介绍。