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掩星与临边传感器垂直分辨率高,垂直探测范围辐射信号的变化主要受大气参数影响,且辐射校准后几乎不受背景辐射影响,对痕量气体可探测性强,探测高度约为10-100km,对臭氧层的大气遥感监测具有特殊意义。在这样的背景下,我国也积极发展掩星探测技术,计划在高分5号上搭载我国第一台大气环境红外甚高分辨率掩星探测仪（AIUS）。本文针对AIUS,进行了温压与臭氧廓线的反演算法研究。对掩星传感器,选择红外区域合适的波段,利用改进了基于特征向量的统计反演方法进行温压廓线的反演,利用最优估计的方法进行臭氧廓线的反演。在进行温压反演的时候,利用辐射传输软件SCIATRAN计算与大气温压廓线相对应的模拟光谱,并建立模拟光谱与训练样本的温压廓线之间的回归关系。在进行臭氧廓线反演的时候,利用SCIATRAN计算用于反演的臭氧通道的权重函数与模拟光谱,构造模拟光谱和实测光谱的代价函数,通过牛顿迭代的方法求解大气臭氧廓线的最优估计解。并将反演结果与国际上的ACE-FTS产品进行了对比。具体包括如下几个方面:1)敏感性分析。本文利用SCITRAN正向模型,在宽范围通道内对温压进行了温度和压强的敏感性分析。结果表明温度对透过率的影响是非线性的,在不同的高度上通道的敏感性变化不同,在低层CO2的弱吸收通道对温度变化敏感,在高层CO2的强吸收通道对温度变化敏感。压强的变化对全通道上影响的趋势是一致的,其通道的透过率都随压强的增大而减小。对O3全通道的敏感性分析类似于温压通道,除了分析通道对O3本身的敏感外,还分析了通道对温度、压强、以及干扰成分H2O、CO2、N2O的敏感性。敏感性分析为通道选择确定了大概的范围。2)通道选择。本文针对温压和臭氧廓线反演,设计了两套通道选择方案:对温压通道的选择,基于HIRTAN数据库CO2及其干扰成分的吸收线的位置与吸收线强和通道对温压变化的敏感性,在不同的高度层上选择温压反演的通道组合,总共选择了120个通道进行温压反演;对臭氧反演的通都选择,基于各个通道上臭氧及其干扰成分的权重函数、信息熵,即基于Jacobian的信息熵迭代方法进行通道选择,总共选择129个通道进行最优估计反演。3)基于动态回归系数的温压反演。本文改进天底观测方式下的基于特征向量的温压反演方法,进行了基于动态回归系数的掩星温压统计反演研究。将基于该算法的温度反演结果与官方产品相比,单廓线的反演误差基本上在±5K以内。压强的反演结果与官方产品相比,单廓线的反演误差在±10%以内,并对该方法的局限性进行了讨论。4)基于最优的臭氧物理反演算法研究。最优估计算法目前广泛应用于临边的业务化反演系统,本文将最优估计算法应用于我国的红外甚高分辨率掩星探测仪的臭氧反演,并于ACE-FTS的官方产品做对比。通过该算法反演的O3廓线,在60km以上,反演结果与官方产品的差别较大,与先验相近。在60km以下,与官方产品的对比精度在±20%以内,并分析了与官方产品存在差异的原因。