暗物质是1933年天文学家Fritz Zwicky为了解释星系团中星系的动力学质量显著大于光度质量这个疑难而引入的。经过八十多年的研究，在标准宇宙学模型中，暗物质已经成为一个不可或缺的组成成分，而且其所占宇宙的能量密度是人类熟知的普通重子物质的5倍左右。但迄今为止，暗物质存在的证据都来自于引力观测效应。因此当务之急是发现暗物质粒子引力之外的其他相互作用。暗物质粒子的探测一般可以分为三类，即直接探测（在地下实验室中探测暗物质粒子与普通物质的碰撞所产生的信号），间接探测（探测暗物质湮灭或衰变产生的产物）和加速器探测（通过高能粒子束的对撞把暗物质粒子“制造”出来）。在这三类探测中，天文工作者参与度最高的是间接探测。　　本论文主要涉及两个方面的内容。一是关于作者参与暗物质粒子探测卫星工程项目所做的工作。暗物质粒子探测卫星是我国在暗物质间接探测方面自主进行的一个主要项目，作者参与了暗物质粒子探测卫星的物理事例重建与数据分析软件的建设，是“物理事例三维显示软件”的主要完成人，是“硅微条探测器位置校准”程序国内版的主要完成人（与日内瓦大学的工作独立进行），独立提出了一个新函数来进行可靠的“粒子鉴别”。作者的这些贡献已经被纳入到“暗物质粒子探测卫星的科学分析软件DAMPESW”中，在数据分析和处理方面发挥了重要的作用。这部分工作将在第二章中详细介绍。作者现阶段作为暗物质粒子探测器模拟组的中方联络人(coordinator)负责组织实施相关的工作。　　另一方面，作者还是暗物质粒子探测卫星科学研究组的成员，在基于宇宙射线和伽玛射线的暗物质间接探测相关研究中完成了一系列的工作。作为责任作者（通讯作者或第一作者）取得的主要进展包括:证实“银河系中心的疑似暗物质信号——‘GeV超出’是一个真实的物理信号，而不是来自于背景模板的选择不当”;在矮星系TucⅢ的方向发现了类似“GeV超”的疑似伽玛射线信号（这是目前发现的第二例有疑似伽玛射线信号的矮星系，可能来自于暗物质湮灭）;在一些大质量的星系团的方向得到了疑似的43GeV线谱信号;还直观地证实了“在电子宇宙射线数据中，除了众所周知的‘总电子能谱超出’和‘正电子超’外，还存在重要的‘初级负电子能谱超出’”。这些工作分别在第三、四章予以介绍。　　作者（参与）完成的天体物理工作还主要包括:发现了长短暴(GRB060614)中首个Li-Paczynski macronova信号并得到了首例Li-Paczynski macrono-va的多波段光变曲线;得到了短暴GRB050709余辉中的疑似“宽发射线”成分;研究了快变射电暴作为宇宙探针的可能性并讨论了快变射电暴和EeV宇宙射线的可能联系。这部分工作见第五章。