进行大气科学研究的傅里叶变换光谱仪，必须具备高分辨率、高准确度的精细光谱才能对温度、压力和浓度等物理量进行反演。干涉仪中光线的离轴效应使仪器光谱函数发生变化。采用直接计算干涉调制函数的方法，研究了面阵探测器各个探测元离轴位置对光谱函数形状的影响；针对干涉仪使用的16×4元面阵探测器，模拟探测元不同位置的光谱函数参量的特性。结果将在仪器光谱定标中得到应用。

简要论述了傅里叶变换光谱仪的测量原理,详细说明了几种产生干涉信号畸变的原因,分析了它们在干涉图上的具体表现,并在计算机上仿真得到相应的畸变干涉信号.另一方面,利用一台自行研制的环境适应性相当好的傅里叶变换光谱仪,观察到了与前面所论述的畸变相接近的干涉图,从而验证了分析结论的正确性.由此可见,自行研制的傅里叶变换光谱仪尽管方案正确、性能优越,但还需要在许多方面作相应的改进.

为了研制红外空间遥感用傅里叶变换光谱仪,将其作为风云三号、四号气象卫星的有效载荷,在比较国外各种航天工程项目中傅里叶变换光谱仪机械扫描方案的基础上,提出了一种新的机械扫描方案.它利用光通过平行平面镜组时光程随入射角度的改变而变化这一特性,同时把两支光路的光程改变量关联起来.该方案只使用平面反射镜,对于运动部件的精度要求比较低,对倾斜、磨损等不敏感.就国内的具体技术条件而言,这种方案是切实可行的.

面弹簧是干涉式大气垂直探测仪中的精密部件，系统要求其在工作过程中具有较大刚度比和足够的轴向行程。利用有限元分析方法对面弹簧进行了优化设计。通过对比不同缝形面弹簧在轴向拉伸过程中的轴向刚度、径向刚度、刚度比，确定了螺旋缝形是相对最优缝形。进一步对螺旋缝形面弹簧做了系统分析，得到了螺旋缝形面弹簧中的基圆半径、螺距、旋转角度、指数、直径、开缝数、簧片厚度、材料的杨氏模量等参数在面弹簧轴向拉伸过程中，对其轴向刚度、径向刚度、刚度比的影响规律。根据有限元分析结果最终确定一组最优参数值γ0=20mm，α=20／π^2 mm／rad，θ1=πrad，b=2，φ=200mm，n=3，t=0．2mm，E=1．3 e11 Pa，并据此加工成实物。对实物的实测结果表明，螺旋缝形面弹簧具有的轴向行程和较大的刚度比达到了设计目标，验证了有限元分析结果的准确

动态校准系统是空间傅里叶光谱仪的关键技术之一，而动态测角作为动态校准技术的一个重要环节，其测角精度和测角范围是动态校准系统性能的保证。空间傅里叶光谱仪的工作环境要求测角算法能够实现高精度和大范围的倾角检测，基于此设计了基于瞬时激光信号功率检测的动态测角算法，介绍了该算法实现的关键技术环节，给出了实验结果。算法原理和实验结果均表明该算法可以实现精度高于0.03rad和范围超过±πrad的倾角检测，可为空间傅里叶光谱仪实时获取高质量的地球大气红外辐射干涉图提供保证。

为了大气垂直探测仪能够进行精确的光谱测量，对其进行光谱定标。大气垂直探测仪使用面阵探测器，由于离轴像元接收的光线不平行于光轴，使仪器函数发生变化。本文针对大气垂直探测仪使用的16×4元面阵探测器理论分析给出仪器函数，讨论其对光谱定标的影响，并将利用理论分析结果及利用气体吸法测得的光谱，对大气垂直探测仪进行了光谱标定，光谱定标精度达10^-5。采用面阵探测器的干涉仪，边缘视场像元所测光谱会向低频漂移，因此必需研究干涉仪的仪器函数，从而消除光谱漂移对边缘视场光谱定标的影响。

采取在光学基板背面挖减轻孔的方法来实现对干涉式大气垂直探测仪的光学基板进行了轻量化设计。通过有限元分析的方法首先确定最合理的减轻孔个数，然后采用有限元参数优化的方法对减轻孔的长、宽两个设计参数进行了优化，从而获得光学基板的最佳设计方案。轻量化后光学基板的质量减少到了原来的25％，因此光学基板的轻量化设计为今后航天仪器光学基板结构的设计提供了理论依据。

介绍了一种基于FPGA的傅里叶变换光谱仪动镜速度测量系统。该系统利用迈克尔逊干涉仪,通过光电转换将干涉条纹转换为干涉脉冲电信号,用干涉脉冲计数的方法测量动镜的运动速度,采用FPGA实现了干涉脉冲的数字滤波、动镜运动方向判别、干涉脉冲计数并利用FPGA片内RAM实现了数据的实时存储,具有实时性好、集成度高的优点。给出了实测的动镜速度曲线。