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环境减灾二号（Huanjing Jianzai,HJ-2）A、B星是《国家民用空间基础设施中长期发展规划（2015-2025）》中规划的2颗光学卫星。它们已在2020年9月27日成功发射,以接替超期服役的环境一号A、B卫星。每个HJ-2卫星搭载了四个传感器,分别是16米相机、高光谱成像仪、红外相机和偏振扫描大气校正仪（Polarized Scanning Atmospheric Corrector,PSAC）。HJ-2卫星以防灾减灾、环境保护为主要业务,并兼顾国土资源、水利、农业、林业、地震等行业的数据需求。HJ-2卫星能够实现其防灾减灾目标的前提是卫星的主载荷16米相机的对地观测能够“看得清”,然而大气气溶胶和水汽的存在会导致主载荷影像的严重失真（细节模糊、对比度下降）,这将严重的限制HJ-2主载荷数据的应用范围。由于气溶胶和水汽的分布具有显著的时空差异,需要使用与HJ-2主载荷同步观测的气溶胶和水汽数据,才能够实现HJ-2主载荷数据的精确大气校正。因此,基于与HJ-2主载荷同步观测的PSAC载荷开展水汽和气溶胶的遥感反演研究具有重要意义。在开发PSAC水汽反演算法的工作中,本研究针对HJ-2卫星PSAC载荷提出了一套联合使用地基和遥感数据来反演水汽柱浓度（Column Water Vapor,CWV）的算法。该算法采用的CWV反演模型是根据PSAC的实测数据与地基CWV数据的匹配结果构建的,在构建反演模型时已将卫星观测数据的误差考虑进去,这使得其在一定程度上能够消除卫星观测数据的误差对反演结果的负面影响。这也是本研究开发的水汽反演算法相对于当前常用的基于查找表的近红外水汽反演算法的独特优势。使用地基数据的验证结果显示基于本研究提出的算法开发的PSAC CWV数据具有较高的精度,且其精度要高于NASA（National Aeronautics and Space Administration）发布的水汽产品MOD05的精度和基于常用的查找表算法开发的PSAC CWV数据的精度。本研究开发的PSAC CWV数据的均方根误差（Root Mean Square Error,RMSE）,相对误差（Relative Error,RE）和反演结果的误差落在±(0.05+0.10*(2(1)范围内的比例（PER10）分别是0.16cm,0.08和76.70%;基于查找表算法开发的PSAC CWV数据的RMSE,RE和PER10分别是0.28cm,0.13和62.41%;MOD05数据的RMSE,RE和PER10分别是0.70cm,0.27和28.72%。另外,由于本研究提出的水汽反演算法仅通过一个简单的公式计算就可以实现CWV反演,因此该算法具有比较高的反演效率。为更加全面的测试本研究提出的水汽反演算法的反演精度和可移植性,该方法被应用于风云三号MERSI-2（Medium Resolution Spectral Imager-2）和Terra MODIS（Moderate-resolution Imaging Spectroradiometer）的水汽反演。基于地基数据的验证结果表明,使用本研究提出的算法开发的MERSI-2 CWV数据和MODIS CWV数据均具有较高的精度。其中,基于本研究提出的方法开发的MERSI-2CWV数据与国家卫星气象中心官方发布的MERSI-2 CWV数据的统计参数比较接近,基于本研究提出的算法开发的MODIS CWV数据的统计参数要优于NASA发布的官方MODIS CWV数据的统计参数。上述结果表明本研究针对PSAC提出的联合使用地基和遥感数据的水汽反演算法具有较高的精度和可移植性。由于波段设置,观测角度和数据量的原因,当前的气溶胶反演算法并不能被直接移植到PSAC上。为解决这一问题,本研究针对PSAC数据的特点开发了一套联合使用标量和偏振数据的气溶胶光学厚度（Aeroosl Optical Depth,AOD）反演算法。基于地基数据的验证结果显示,本研究基于大气校正仪数据开发的AOD数据和NASA发布的MODIS Combined AOD数据（MOD04）具有比较接近的统计参数。大气校正仪AOD数据的RMSE,RE和反演结果的误差在±(0.05+0.15* AODAERONET)范围内的比例分别是0.17,0.30和52.47%,MODIS AOD数据的RMSE,RE和反演结果的误差在±(0.05+0.15* AODAERONET)范围内的比例分别是0.17,0.28和60.77%。由于MODIS AOD数据是目前公认的高精度AOD数据,因此可以认为本研究基于大气校正仪开发的AOD数据也具有较高的精度。为更加全面的测试本研究开发的气溶胶反演算法的反演精度和可移植性,该算法被应用于和PSAC具有类似通道设置的高分五号02星POSP（Particulate Observing Scanning Polarimeter）载荷的气溶胶反演。基于地基数据的验证结果表明,使用本研究提出的气溶胶反演算法开发的POSP AOD数据也具有和MODIS AOD数据比较接近的统计参数。这表明本研究针对大气校正仪开发的AOD反演算法具有较高的反演精度和良好的可移植性。