大气临边辐射具有重要的科学和应用价值，然而现有的数值模拟精度尚不准确，因此需要开展天基探测试验研究。通常大气背景辐射亮度很弱，这就需要红外辐射探测仪具有很高的探测灵敏度，因此红外探测仪的灵敏度是天基红外探测系统的一项重要的指标。本文针对天基红外探测系统开展灵敏度标定实验研究，并建立了实验测量灰度值与辐射亮度的定量关系模型。　　本文首先分析了影响红外大气辐射探测仪灵敏度的因素，主要包括探测器性能、积分时间等。根据噪声等效温差(NETD)模型，计算了课题组自主研制的中波和长波红外大气辐射探测仪灵敏度的理论值;设计了红外探测系统NETD实验测量方案，开展了红外大气辐射探测仪NETD实验测量，得到了典型条件下的NETD值，模型计算值与实验测量值符合很好。通过NETD测量结果，进一步分析了长波红外大气辐射探测仪的噪声等效辐射亮度，确定了长波红外大气辐射探测仪极限探测能力，满足临边大气背景辐射亮度探测需要。　　为建立临边大气背景辐射亮度实际实验测量值与长波红外大气辐射探测仪灰度响应的定量关系，本文还开展了低温黑体目标辐射标定实验研究。由于标定温度范围宽，且在低温标定时目标面极易受周围环境的辐射影响，本文发展了一种基于地面大型真空低温装置的辐射标定方法，测量了不同积分时间、黑体目标温度下的长波红外大气辐射探测仪灰度响应值，发展了宽温度范围下探测仪线性响应和非线性响应的数据拟合处理方法，掌握了长波红外大气辐射探测仪灰度响应值与辐射亮度的定量关系，为该设备开展临边大气背景辐射探测奠定了良好基础。