新型高光谱大气臭氧传感器大多计划搭载地球静止轨道平台, 其对大视场范围和时间范围内的臭氧总量提取提出了更高的需求。 TOMS V8算法在低轨卫星大气臭氧传感器得到广泛的应用和发展, 但其在大观测几何条件下的提取精度不足, 因此如何提高TOMS算法在新型传感器上的提取精度是当前亟待解决的问题。 利用MODTRAN大气辐射传输模型模拟了晴空场景TOMS算法标准廓线各观测几何条件下的地球紫外后向散射辐射, 分析了各观测几何条件下后向散射辐射亮度与臭氧总量拟合模型, 并根据模型拟合精度情况, 得到了不同观测几何条件下后向散射辐射随臭氧总量的变化关系, 提出了改进的臭氧总量初值估算模式。 对改进模式与传统模式的臭氧总量初估结果表明, 传统模式依赖于指数模型的拟合精度, 而改进模式依赖于对数模型的拟合精度, 指数模型和对数模型均表现出高的拟合精度, 但对数模型的拟合精度比指数模型在整个臭氧浓度范围内平均高约0.9%。 改进模式使臭氧总量初估的总体精度得到改善, RMSE降低约0.087%～0.537%, 并且在较大观测几何和臭氧总量低值区（175～275 DU）间则更加显著。 在臭氧总量低值区间以及较大观测天顶角和太阳天顶角条件下, 改进模式具有更高的估算精度和更大的适用范围。 该改进的臭氧总量初值估算模式可为日后TOMS算法的更新提供支持和参考依据。

采用辐射传输模式模拟了特殊角度随气溶胶光学厚度及大气温湿度的变化情况， 结果显示晴空下该角度不受气溶胶影响， 受大气温度影响小， 但受大气水汽含量影响显著， 因此晴空下热红外光谱仪测量下行辐射时特殊天顶角可只根据大气水汽含量确定。 西部荒漠地区下行辐射测量实验结果表明， 据大气水汽含量确定的特殊角度值与实验结果一致， 且该角度处辐射作为积分辐射符合精度要求。 特殊角度值可用研究区大气水汽含量确定， 该快速测量法可广泛用于野外实验， 方便快捷测量准确瞬时下行辐射。

二向性反射因入射和观测的角度变化而变化， 合理选择遥感观测角度、 太阳天顶角等为提高遥感应用精度提供可能。 通过采用各向异性因子和各向异性指数定量分析了冬小麦冠层窄波段二向性反射率及NDVI的方向性特征。 分析结果表明： 主平面内二向性反射率的各向异性最强， 垂直主平面最弱， 其他平面介于前两者之间； 可见光波段反射率随观测天顶角的敏感性大于近红外波段； 反射率对太阳天顶角的敏感性随着观测天顶角的增大而增大。 前向NDVI整体上大于后向， 且NDVI随着太阳天顶角的增大呈增大趋势。 为了减少观测方式所带来的不确定性， 应尽量选择近红外波段和小太阳天顶角， 估算结构参数时应尽量选择主平面进行遥感观测， 在利用NDVI估算生物物理参数时尽量远离“热点”区域。

针对OMIS I机载成像光谱数据,通过6S辐射传输码模拟计算和相应理论分析,讨论了观测角变化对传感器入瞳处辐射亮度的影响和由此引起的反射率反演误差.结果表明:在太阳反射波段,观测角的影响有很强的波段特性,大气散射作用较强的短波长波段与大气气体强吸收波段是这种影响的敏感波段;地面目标亮度不同,这种影响也是不同的,对低反射率目标影响较大,而对高反射率目标影响甚微;另外遥感器飞行高度也是决定这种影响情况的重要因素.