新一代极轨气象卫星风云三号C星（以下简称FY-3C）于2013年发射升空。微波湿温探测仪(MWHTS)是风云三号卫星的主要有效载荷之一，是在风云三号01和02星微波湿度计(MWHS)基础上集湿度和温度探测于一体的微波遥感器，其通道由原来的5个变成15个，增加了89和118.75GHz两个频点。这种设计满足了大气湿度和温度同时廓线反演的需求，也兼顾了空间分辨率一致性的要求。其中118.75GHz是国际上对地观测首次使用的氧气探测通道。　　本文以MWHTS为研究对象，利用微波辐射传输模型，对权重函数及其通道特征进行分析;利用在轨初期的数据，对在轨定标方法及其准确度进行了评估;通过反演大气的湿温度廓线，验证了其反演性能。　　本文首先以大气微波辐射传输和吸收理论为基础，对大气下行和上行微波辐射传输亮温进行了仿真和比较，选择适当的吸收模型及大气微波辐射传输模型对微波湿温探测仪进行了亮温的模拟。同时，用无线电探空数据模拟出的亮温与通过模型RTTOV-11计算得到的亮温比较，选出亮温误差最小的大气微波辐射传输模型作为后续模拟分析的基准。　　之后，分析了微波探测仪的通道及其对大气参数的敏感性，详细描述了FY-3C卫星的微波湿温探测仪的系统指标。基于给定的大气廓线，分析不同通道的权重函数及其特性。　　对于在轨定标过程中的参数，尤其是发射前热真空定标得到的非线性参数、天线方向图修正系数等进行了分析。并对在轨灵敏度进行了计算，最终通过辐射传输计算评价在轨定标精度。　　最后，利用针对微波湿温探测仪频率的模拟亮温数据进行大气温度和湿度廓线的初步模拟反演研究。介绍了现有大气湿温度反演算法理论，利用神经网络和统计D矩阵法实现大气湿温度廓线的模拟反演。反演的误差和均方差很小，可知反演算法是有效的。