为了进一步提高双光楔结构中反解算法的计算精度、减少计算时间，本文将正演迭代法与光楔等效矢量模型相结合，提出等效矢量迭代法。首先，根据光楔对光线的偏转作用建立光楔等效矢量模型。接着，利用矢量叠加的方法求解双光楔出射光线的矢量坐标。然后，将等效矢量模型代入双光楔两步逆解算法中进行计算，求解双光楔旋转角度的近似值。最后，利用正演迭代、逐步逼近的思想，提出等效矢量迭代逆解算法，并计算得到双光楔的旋转角度。实验结果表明：该算法的计算精度达到10 μm级别，计算时间在0.1 ms以内。该算法能有效提高计算精度、降低计算时间，在高精度光束指向领域具有广泛的应用前景。

为了定量评估像元下垫面反射率等要素对青藏高原卫星臭氧遥感数据精度的影响，设计了青藏高原卫星太阳紫外后向散射辐射的正演仿真计算。首先提取NOAA卫星SBUV/2青藏高原像元下垫面的观测数据，结合提取的臭氧垂直廓线数据，设计青藏高原正演仿真计算的输入参数，最后输入风云三号卫星紫外臭氧垂直探测仪正演仿真计算系统开展正演仿真计算，利用计算结果，考察卫星紫外臭氧垂直探测仪通道辐射观测值随下垫面特征参数的变化特征。结果表明：当太阳天顶角在30°~88°内变化时，仪器各个通道的辐亮度观测值都随太阳天顶角增大而减小，变率在-0.002%~-46.24%，变率随着波长的增大而增大，其中第12通道的最大达到-46.24%；当像元下垫面反射率在0~0.8内变化时，仪器通道辐亮度观测值的变化特征随波长不同而有显著差异，其中短波长的第1~6通道，对观测值的影响几乎可以忽略不计，而长波长的第7~12通道，观测值随着下垫面反射率的增大而增大，而且这种变率随着波长的增大而快速增加，第12通道的最大变率达到2 903.2%；像元下垫面有效气压的改变，对仪器通道辐亮度观测值的影响可以忽略不计。

针对我国发展地球静止轨道（GEO）毫米波大气探测技术的迫切需求与实践空白，采用我国候选的GEO实孔径辐射计载荷方案，开展了从50~425 GHz频段观测亮温模拟正演到大气温湿廓线反演的全链路GEO被动毫米波大气探测仿真实验研究，对台风场景下GEO观测亮温精度和探测大气温湿廓线精度及其影响因素进行了定量分析与评估。结果表明，辐射计载荷的两个关键要素——天线波束宽度和噪声——对不同频率通道亮温精度的影响程度有较大差异；在当前的GEO辐射计载荷指标下，静止轨道毫米波大气温湿廓线探测精度与极轨相当；GEO新增的380 GHz和425 GHz太赫兹探测频段以及BG亮温重建算法都能够有效提升大气温湿廓线的探测精度。以上研究可为我国静止轨道毫米波大气探测载荷设计与应用提供理论依据和科学指导。