基于仪器的光学视场特性进行有限视场和离轴效应的光谱模拟，研究针对面阵傅里叶光谱仪光谱校正的方法。首先，开展仪器线型函数（ILS）影响分析，确定不同影响因素（有限光程差、有限视场、离轴效应等）的分析方法；其次，以面阵型圆形探测器为例，结合仪器自身光学特性，构建仪器线型函数模型；然后，利用气体吸收光谱模拟离轴效应产生的光谱定标误差和光谱敏感性；最后，基于FY-3F/HIRAS-Ⅱ发射前光谱定标数据，进行光谱校正和定标精度验证。实验结果表明：有限视场和离轴效应使得光谱存在展宽，并向低波数方向偏移。经过光谱定标和校正，中心最差像元光谱定标精度由-24.69×10^-6减小到0.54×10^-6，边缘最差像元由-513.38×10^-6减小到-0.15×10^-6，且3个波段内所有像元均满足小于7×10^-6的指标要求。

仪器线型函数是傅里叶光谱仪重要的物理表征参数之一, 影响仪器测量光谱的精度.随着空间测量和大气探测等遥感应用在高精度上的需求, 如何实时在轨测量并更新星载光谱仪的仪器线型函数, 成为当前提高在轨超高分辨率光谱仪测量精度的重要手段.以傅里叶型光谱仪为例, 根据仪器线型函数的原理, 利用在轨超高分辨率光谱仪实测太阳光谱定标数据不受大气气溶胶影响且具有独立太阳弗朗和费线的特征, 来对在轨超高分辨率光谱仪的仪器线型函数进行监督和更新.实验以Kurucz太阳光谱模型作为参考光谱, 在对应波段范围内分别选取多条实测太阳定标光谱和参考光谱的特征峰, 通过调整光谱仪的狭缝模型, 对特征峰残差进行迭代对比, 演算出仪器ILS参数变化.最后, 用更新的仪器线型函数与临边理论光谱卷积, 与实测临边定标光谱比较验证, 误差范围在-6%~8%.结果表明, 该方法可为在轨超高分辨率光谱仪仪器线型函数的监督更新提供参考依据.

为了完成碳卫星高光谱CO2探测仪的发射前光谱定标，建立了光谱定标系统，并对定标系统设计、所采用的自动化数据采集和数据处理算法等进行了研究。根据CO2探测仪的探测原理介绍了载荷的光谱性能要求，描述了定标系统的设计与所采用的仪器设备，说明了采用自动化数据采集、旋转积分球、功率校正与暗背景校正等改进的定标方法。最后，介绍了光谱定标的数据处理方法。发射前定标结果表明: 载荷三个波段的ILS能量集中度分别大于0.80，0.81和0.78; FWHM分别为0.039 2~0.042 4 nm，0.123~0.128 nm和0.157~0.168 nm; 光谱采样率区间分别为2.12~2.95、1.97~2.27和1.92~2.26。对发射后实测太阳夫朗禾费光谱进行了评估，结果表明:中心波长偏差小于0.0013，0.058和0.065 nm。CO2探测仪整体的光谱性能指标能够达到系统设计要求。

空间外差光谱仪采用窄带滤光片限制仪器光谱范围，避免光谱混叠。滤光片透过率曲线随入射光角度的变化导致准直系统出射光场呈现随波长变化的非均匀现象。对光场非均匀性机理进行理论推导，证实滤光片调制作用造成复原光谱中卷积了与波长相关的调制函数，导致单色光光谱半峰全宽随波长变化。根据理论公式并结合实验室空间外差光谱仪参数进行了仿真分析，表明光场存在短波下凹和长波上凸的滤光片调制效应。开展了实验室单色光扫描实验，实验测量结果与理论分析和仿真结果一致。提出了一种包络线拟合校正方法，仪器线型函数半峰全宽变化量由校正前的16.7%下降为0.2%，有效去除了滤光片调制函数对仪器线型函数的影响。

提出了利用定量化的仪器线形函数对面阵傅里叶光谱仪像元进行光谱修正的方法。系统介绍了傅里叶光谱仪的仪器线形函数，结合仪器的自身特征建立了仪器线形函数模型，并利用MATLAB进行了仿真计算。通过理论计算给出了中心像元和边缘像元的激光光谱波峰之间的差值，其同实际值的相对误差均值仅为4.21%，修正后的边缘像元光谱准确度达到10-5量级。得到的结果从理论角度证明了利用仪器线形函数对面阵型傅里叶光谱仪进行光谱修正的有效性。最后从实际工程应用的角度出发，提出了针对面阵傅里叶光谱仪非中心像元光谱修正的方法。实验显示该方法具有很强的普适性，可在保证较高光谱准确度的基础上极大地提高光谱定标的效率，降低光谱定标的工作量。