大气层与人类的生存环境息息相关，风速和温度作为中高层大气的基本参数，它们在大气上下层之间的能量和动量传输中起着重要作用。法布里-珀罗干涉仪(FPI)是中高层大气研究的重要工具，已得到广泛应用，它通过探测夜气辉谱线的多普勒频移和展宽信息来反演大气风速和温度。算法研究是FPI反演大气风速和温度的理论基础，影响仪器的实施和精度提高。论文选择基于FPI反演大气风速和温度的算法为研究课题，分析已有经典算法的特点，提出一种矩阵简化算法，希望能够对FPI的应用和指标提高起到借鉴作用。论文研究如下：首先,论文阐述FPI及风场和温度场探测的研究背景和发展现状，分析基于FPI反演大气风速和温度算法的未来趋势和该领域的关键性问题；随后描述基于FPI反演大气风速和温度的基本原理，介绍探测源和FPI系统的传递函数，研究理想情况下FPI对入射谱线的系统响应表达式。然后，论文阐述影响FPI反演精度的缺陷展宽函数。从实际应用角度出发，介绍FPI反演大气风速和温度的经典算法，对这些算法的理论模型、反演原理、反演参数进行对比，总结出算法的优缺点；最后，在传统FPI反演大气风速和温度的经典理论的基础上，提出一种矩阵简化算法。利用分解和近似的数学基础方法来得到系统响应表达式的矩阵形式，然后采用最小二乘法反演出大气风速和温度。对此算法进行Matlab仿真和对比运算，分析算法的优缺点，为以后矩阵简化算法的实际应用打下理论基础。