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为实现地球上空中间层层顶和低热层MLT(Mesosphere and Lower Thermosphere，60-120 km)区域大气的温度和风速的同时探测，课题组研发了一台地基气辉成像干涉仪GBAII(Ground-Based Airglow imager interferometer),GBAII以97km处的O(1S)557.7 nm气辉谱线和94 km处的O2(0-1)带864.5 nm的旋转谱线作为探测光源，将具备视场展宽能力的广角迈克尔逊干涉仪测风与具备空间光谱扫描能力的窄带干涉滤光片的转动谱线测温相结合，通过气辉的成像干涉探测90-100km范围内的大气风速和温度。 鉴于GBAII是一台自行研发的仪器，其制作必须谨慎。本文利用ZEMAX对GBAII的成像系统进行了仿真模拟，理论计算了GBAII的像质评价调制传递函数MTF(Modulation Transfer Function)，并对GBAII仪器进行了实验室定标。 仿真模拟:借助ZEMAX软件，通过人工操作软件模拟方法，设计了符合条件的最佳GBAII的成像系统，给出GBAII系统的光学元件参数数据表格、3D立体图、全视场点列图（Spot Diagram）和调制传单函数MTF图。通过ZEMAX对GBAII系统的优化设计结构表明，奈奎斯特频率处的子午方向MTF=0.43、全视场弧矢方向的MTF=0.18，中心视场的MTF=0.31。 理论计算MTF:理论计算出GBAII系统的MTF，根据GBAII的相关参数，绘制出MTF与空间频率的关系曲线，得到奈奎斯特频率处的MTF=0.3307。 本文对GBAII的实验室定标的内容包括以下几个部分: (1)暗电流检测:曝光时间为0.1秒时，光源是532nm时，暗电流平均值为每像素2009.2个电子计数;当光源是632.8nm时，暗电流平均值为每像素2009.1个电子计数。 (2)平场改正:使用532nm光源时，平场系数在1.0202到16.8274范围内变化;当光源是632.8nm时，平场系数在1到16.7037范围内变化。 (3)干涉条纹中心的确定:对我们所使用的512×512像素的CCD探测器，通过GBAII所获得某干涉条纹中心的进行了确定:当光源是532nm时，从实验拍摄的60幅图中随机挑选20幅图来确定条纹中心的位置。对每一幅图灰度值进行高斯曲线拟合，求曲线的极值点，利用Matlab编程，最后确定CCD探测器的(255，261)像素位置;当使用光源632.8nm时，确定干涉条纹在CCD探测器的(247，300)像素位置。 (4)步进相位定标:步进相位定标得到了光强度随光程差或者说是灰度随步进相位的变化关系，给出了拟合方程。使用532nm光源时，最小二乘最大似然度是65.969％;使用632.8nm光源时，最小二乘最大似然度是70.534％，得到:当光源532nm时拍摄30次是一个周期2π，步进相位频率每步1.2°;光源632.8nm时拍摄50次是一个周期2π，步进相位频率每步0.72°。 (5)零风速相位定标，就是在实验室无风条件下所拍到的四幅干涉图进行相位定标工作。当光源是532nm，在条纹中心(255，261)像素点处的零风速相位为-9.2442°;当光源是632.8nm，在条纹中心(247，300)像素点处的零风速相位为68.6353°。 定标的目的就是为后期的风速反演及大气高精度探测提供必要条件。