利用非线性回归法结合仪器的传递函数模型对大气风场探测法布里-珀罗干涉仪进行了定标和反演.首先,基于修正的艾里函数建立了仪器的传递函数及气辉响应函数模型;然后,利用稳频激光器对现有法布里-珀罗干涉仪系统进行了实验室定标,获取了定标数据;采用分步非线性回归拟合法对定标数据进行处理,获取仪器传递函数模型参量;最后利用标定的仪器传递函数模型,对不同信噪比、不同风速温度预估输入的法布里-珀罗干涉仪气辉仿真数据进行了风速和温度反演.实验结果表明,在信噪比优于40的情况下,风速和温度反演准确度分别可以达到5 m/s和10 K.

编码孔径光谱成像仪根据压缩传感理论, 对物体进行光谱成像。 编码孔径光谱数据复原的特点在于能将探测器上所得到的二维编码像复原成三维的数据立方体。 两步迭代收缩阈值算法是在迭代收缩阈值算法和迭代加权收缩算法基础上加以改进而得出的, 采用两步迭代收缩阈值算法对编码孔径光谱数据进行复原, 成功地由二维编码像复原出了三维数据立方体, 具有迭代步数少, 收敛速度快的特点。

干涉图滤波是干涉光谱成像仪光谱反演过程中的一个关键环节，常用的滤波方法主要是差分法和拟合法。差分法对背景噪声不能完全去除；拟合法则需要先验知识，而且在干涉数据两端拟合误差较大。经验模态分解（EMD）方法是近年来提出的一种新的用于线性和稳态谱分析信号处理方法，该方法提出后在很多领域得到广泛应用。将EMD方法应用到干涉图的滤波过程中，使得对背景噪声的提取更为合理，而且具有自适应性，避免了常用滤波方法的不足。利用实验室实际获取的数据进行分析，可以看出：EMD滤波后空间维的光谱相对均方根误差(RQE)均值为0.0068，精度最高；其次为拟合法，RQE均值为0.0073；最后为差分法，RQE均值为0.0079。

大气风场和温度场是重要的大气基本参数，由于应用领域广泛，其探测技术在很多国家已发展成熟，中国对该探测技术的需求也日趋强烈。大气风场和温度场测量是利用高精度的光谱仪，通过测量大气中特征谱线的多普勒频移和展宽，来确定大气的温度分布场和风向风速场。星上定标技术是大气风场和温度场星载探测光谱仪进行高精度测量的基本保障。文中就几种重要的大气风场和温度场探测光谱仪的星上定标技术进行分析和总结，为大气风场和温度场探测技术发展提供参考，打下基础。

空间调制干涉光谱成像仪通过干涉仪分光,在探测器上得到干涉条纹,经过软件复原后最终得到目标的光谱信息。发射前的室外辐射定标中的定标光源为太阳,可以有效地弥补实验室辐射定标时定标光源(太阳模拟器)短波波段辐亮度低,导致干涉光谱成像仪短波输出信噪比低、光谱复原精度低的缺点,通过室外辐射定标模拟遥感光谱仪探测地物目标的太阳反射光谱特性,可以得到地物目标的准确光谱信息,并与实验室定标的结果进行相互验证。经过理论研究和计算,使用了两种定标方法大气漫射板测量法和标准传递辐亮度法进行室外定标,在大理的室外定标结果表明,大气漫射板测量法的定标不确定度为6.3%,标准传递辐亮度法的定标不确定度为6.0%。

为了对干涉光谱成像仪进行光谱定标, 针对空间调制该仪器的原理, 得出了其光程差和光谱分辨率的计算方法, 并分析了仪器的线型函数.在实验中使用多种单色光源(波长范围：450～950 nm)和扩束准直镜(焦距120　mm、口径50 mm)进行光谱定标测试.结果表明：影响实验室光谱定标不确定度的主要因素为d/f的测量误差和标准光谱的误差.

分析了在光谱图像压缩的性能评价中常用的几种光谱失真客观度量方法,针对光谱曲线的关键区域,改进了相对光谱二次误差,提出了一种基于光谱导数曲线的光谱失真客观度量方法.该方法与光谱图像的应用需求一致,对谱线特征吸收峰的变化尤为敏感.仿真实验结果表明,该方法能有效地度量光谱图像压缩引入的各种光谱失真.