利用近红外谱段的反射太阳辐射遥感大气低层CO₂浓度信息，已成为目前国际研究热点领域。本文结合中国碳卫星探测的精度要求，针对高光谱CO₂探测仪光栅分光、阵列探测器特点，利用高精度大气辐射传输模式研究光谱分辨率和采样率及信噪比等仪器关键指标对获取的CO₂光谱的影响，同时对影响CO₂遥感的主要因子开展了敏感性试验，分析了气溶胶、地表反照率、水汽以及温度等大气条件的变化对卫星观测光谱的影响，以及气溶胶对XCO₂反演精度的影响。研究结果表明：高光谱CO₂探测仪首先应该有足够高的光谱分辨率，以便从连续的太阳反射谱段中分辨出CO₂吸收线；为保证CO₂光谱的准确测量，光谱仪所用探测器面元应该保证光谱采样率大于2；探测大气CO₂柱平均干空气混合比（XCO₂）1%的变化所需要的信噪比是可以达到的。气溶胶散射引起的光学路径长度的改变与气溶胶类型、模态以及高度分布密切相关。城市型和海洋型气溶胶对观测光谱影响很大，强散射性的海洋型气溶胶还会引起光谱结构特征的改变。在典型地表反照率0.15条件下，主要以粗粒子模态存在的气溶胶会引起辐射的负变化，主要以积聚模态存在的气溶胶引起的辐射变化趋势因气溶胶类型和气溶胶垂直分布特征而异。而在不同的气溶胶垂直分布条件下，粗粒子模态的气溶胶引入的辐射变化均为负值，且随气溶胶分布高度的提升，负的辐射变化程度会逐渐减小。在典型观测几何条件下（太阳天顶角40°,星下点观测），亮地表时，气溶胶的存在会引起辐射的负变化，在暗地表条件下，会引起辐射的正变化。而对大陆型气溶胶，地表反照率在0.1-0.15时，气溶胶效应会“消失”。反演XCO₂时，忽略气溶胶的影响引入的XCO₂反演误差十分显著。若考虑气溶胶光学厚度和气溶胶存在模态，可保证在光学厚度小于0.3时，多数反演误差小于4ppm。充分利用气溶胶垂直分布信息，能减弱气溶胶引入的XCO₂误差对地表反照率和气溶胶存在模态的敏感性，进一步减小XCO₂反演误差。水汽和温度的影响都较小，可以通过同步订正减小其不确定性带来的影响。