本课题基于对大气背景特性红外遥感实测数据地面应用处理的需求，对卫星下传的星上定标试验数据开展了系统的研究工作。针对天基红外测量相机特殊的应用目的，提出了全像元辐射定标方案及相应的试验数据处理方法，建立了定标系数与测量相机工况间的线性模型、测量相机灰度响应随在轨工作时间衰减的双指数函数模型、基于定标试验数据的辐射定标误差估计模型，为地面应用处理系统的实际运用提供了理论与技术支持。论文的研究工作从以下五个方面开展：在全像元辐射定标方法研究方面，给出了全像元定标试验的原理、系统组成及试验方案，并利用该定标试验方案，对测量相机进行了实验室定标和星上定标试验，获得了实验室定标各谱段不同工况（增益和积分时间）下近8GB的定标试验数据，以及测量相机在轨工作半年以来近百次的星上定标试验数据。提出了定标试验数据的预处理方法、无效像元的检测原则，建立了全像元定标模型，并对上述海量的定标试验数据进行了定标处理。在全像元辐射定标结果分析方面，利用全像元定标处理结果，对测量相机拍摄得到的灰度图像进行了反演和像质评价；通过比较分析同一谱段不同工况的实验室定标系数，建立了定标系数（斜率和截距）与测量相机工况（增益与积分时间之积）间的线性模型；通过比较分析星上定标系数，发现空间环境对测量相机的性能有较大影响，引起的定标异常数据增多和测量相机灰度响应衰减问题不容忽视。在空间环境对测量相机性能的影响分析方面，针对因空间环境引起的定标异常数据增多的现象，基于定标试验数据的帧信息（像面灰度均值序列）和像元信息（有效像元比例），给出了星上定标数据自动化处理方案；针对测量相机在空间环境下灰度响应衰减的问题，基于空间污染损伤原理，将测量相机在轨工作时间转化为光学损伤因子，建立了测量相机灰度响应衰减的双指数函数模型，并利用星上定标数据对模型参数进行了校正。在辐射定标误差估计建模与处理分析方面，基于实验室定标和星上定标的试验数据，分别建立了相应的辐射定标误差估计模型。利用建立的数学模型，对实验室定标和星上定标的辐射定标误差进行了计算、统计和分析，并对该天基红外测量相机的性能进行了评估。在全像元辐射定标处理分析软件的设计与实现方面，根据卫星地面应用处理系统的需求，在MATLAB编译环境下，采用模块化思想，设计开发基于GUI的全像元辐射定标处理分析软件。该软件包括定标试验数据处理、定标信息浏览比较和定标误差分析及应用三大主要功能模块，实现了上述理论方法与数学模型研究成果的软件工程化，并已纳入地面应用评估系统的处理流程中。通过本文的分析和研究，旨在为天基红外测量相机提供一种可靠、有效的辐射定标方案和相应的数据处理方法，为我国天基红外大气背景特性遥感实测数据的定量化、工程化应用提供理论与技术支持。