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2016年9月15日发射的TG-2空间实验室上搭载的MAI(Multi-angle Polarization Imager)是我国首个在轨运行的多角度偏振成像仪。为了验证MAI的云相态识别功能、监测MAI在轨运行状态及数据质量等,本文主要开展了以下工作:(1)以MAI首次机载云相态观测试验为基础,结合典型条件下矢量辐射传输模式模拟结果,开展了液态水云偏振特征观测与数值模拟的对比分析,并结合相应时次的地基与天基观测进行验证,检验了MAI在云相态观测方面的功能和优势。(2)针对MAI 0级数据开展了在轨的分析与校正。首先,利用MAI夜间观测数据对13个通道暗电流特征开展了分析,并基于图像法、多项式拟合以及线性拟合逐通道对暗电流分布的不均匀性开展了校正,校正后由于CCD成像质量引入1级产品像元的可能相对误差将会显著减小;其次,基于全量程多段分析和校正法,利用2016年9月至2018年3月期间共计104403帧观测数据,对MAI偏振通道和非偏振通道的CCD像元响应特性不一致性开展了分析与校正,校正后的图像质量得到显著改善。(3)针对MAI无在轨定标装置的问题,对MAI 1级数据开展了在轨的分析与校正。首先以GOME-2和MODIS作为标准仪器对MAI反射率产品进行在轨监测及交叉定标,结果表明:MAI反射率与标准仪器的参考反射率呈现出显著的线性关系,二者相关系数基本在0.95以上;此外,利用Toubbe等提出的方法,结合MAI实际观测情况,以865nm波段为代表开展了基于太阳耀光场景下的MAI在轨偏振定标。结果表明,反演得到的偏振度与MAI实测偏振度的相关系数达到0.9576,数据整体精度较高。本文从MAI发射前的飞行试验、在轨运行过程中MAI CCD暗电流和像元响应特性的不一致性分析与校正及1级产品的强度与偏振度定标几个方面入手,基本上完成了MAI的功能验证与在轨数据数据定标,以期为我国多角度偏振遥感技术的发展做出一定贡献。