在对空间目标进行探测的过程中,受到多样性的天气条件下的传输介质以及背景源的影响,使得探测效果受到干扰。主动探测中,主动发射的激光,经过传输介质,在传输介质中发生吸收和散射作用,到达目标表面,在目标表面发生反射,再次经过传输介质,到达探测器。探测器也会受到恒星等背景源直接或者间接的影响。这些传输介质和背景源对目标光学探测产生干扰,影响到达探测器的能量大小和方向,有必要开展针对传输介质及背景源对探测器接收到的能量的干扰特性研究。多样性的天气条件下的云、雾、雨等大气介质可以看做参与性介质,即吸收、散射性介质,参与性介质内的辐射能量传递与空间坐标、方向和波长有关。不同类型的天气条件具有不一样的物性特征,需要采用不同的探测方法和模式对空间目标进行探测。大气背景的复杂性体现在大气的组分和性质随着距离地表高度的增加发生变化,需要采用非均一的物性场来处理。深空背景的复杂性体现在不同的探测方向内的恒星干扰不同,以及恒星光源受穿过的星际尘埃介质的影响,导致到达探测器的恒星辐射发生变化。本文根据蒙特卡洛光线踪迹法,结合粒子系的辐射物性,研究了云雾、水滴、以及附着在玻璃上的水滴等介质对光线传输的影响。根据光线辐射传输的基本原理,发展了多级散射解析法求解受参与性介质多次散射影响的表观辐射强度。基于恒星光谱辐射特征,建立了深空背景恒星有效温度和探测角参数求解模型,获得恒星任意波段的辐射强度。为目标探测中,复杂天气条件下参与性介质的辐射传输以及恒星背景源干扰的影响提供了理论和数据支持。采用蒙特卡洛光线踪迹法计算了光线在单颗粒中的传输,建立了不同形状粒子辐射物性的计算模型,根据粒子的复折射率及尺度参数,计算了单个粒子的吸收因子、散射因子和散射相函数。结合云层和雾粒子系的浓度和粒径分布等,计算了粒子系的散射相函数。对不同入射光源,结合得到的粒子系的基本物性参数,获得了不同吸收系数、散射系数、散射相函数下的云层和雾的表观辐射强度。根据空中水滴以及玻璃上附着的水滴对光线传输的作用,建立接收面能量分布模型,其中水滴的位置包括:水滴附着于玻璃内侧、水滴附着于玻璃外侧、水滴位于空中。研究接收面和水滴不同距离、水滴和玻璃不同接触角、不同水滴直径、不同水滴面积占比等因素对接收面能量分布的影响,获得减小水滴对接收面能量分布影响的方法。分析了参与性介质的辐射特性和光线多级散射辐射传输,发展了用于计算参与性介质任意阶散射次数影响的表观辐射强度的多级散射解析法。建立了多层参与性介质表观辐射强度计算模型,给出了不同散射次数和不同介质层数时的计算原理和公式,计算了不同散射级数情况下的表观辐射强度,以及前后向表观辐射能量随光学厚度的变化。获得了在不同影响因素(光学厚度、散射次数、散射相函数、介质层数)下的表观辐射强度。基于恒星光谱辐射特征,结合恒星的有效温度和探测角参数等基本物理量,建立了恒星波段辐射通量的计算模型。利用星表中给定恒星波段的辐射通量数据,采用随机微粒群算法,反演计算了有效温度和探测角参数。结合LAMOST、WISE、MSX、2MASS这4种星表的星等数据计算了恒星在探测波段的辐射通量,获得了反演计算适用的最佳波段组合。在此基础上,计算了目标探测中所需恒星在任意探测波段的辐射通量。