全极化微波辐射计是一种新型的微波遥感器,它在传统微波辐射计的基础上,进一步提取观测目标的极化信息,实现了人们在微波遥感中对电磁波频率、相位、幅度和极化全部信息的利用。本论文主要围绕全极化微波辐射计的定标技术与风场反演方法进行研究,分析风场反演精度与定标准确度的关系。本论文的目的是研究全极化微波辐射计这种新型对地观测系统的定标技术,为它的定量化应用奠定基础,并从应用角度出发研究风场反演方法,为今后全极化微波辐射计的系统设计与应用提供理论和方法的基础。本文详细论述了全极化微波辐射定标原理和全极化定标源各组成部分的设计方法,完成了全极化定标源设计,并模拟真实海况,分析由定标源本身的不确定度引起的海面风场测量误差。同时,提出了星载全极化微波辐射计的定标方案初步构想。另外,利用低温替代定标方法修正了全球第一颗星载全极化微波辐射计Windsat正交亮温数据的系统偏差。根据无风(风速小于2m/s)情况下,全极化辐射计的第三和第四Stokes参数亮温接近于零的特性,对Windsat极化亮温数据的系统偏差进行了修正。本文利用Windsat在轨运行期间的数据,用最大似然估值法进行海面风场的反演。研究结果初步验证了全极化辐射计在卫星上遥感海面风场的能力:与NCEP数据比较,反演的风速误差为1.15m/s、风速5m/s以上的风向误差为21°;与浮标数据比较,风速误差为1.4m/s、风速5m/s以上的风向误差为20.5°。分析引起风向180°模糊的根本原因,给出最易出现风向模糊的区域。分析了全极化微波辐射计在台风等恶劣天气状况下观测风场的潜力。最后,深入研究了全极化微波辐射计的定标精度及主要技术指标对风场反演的影响,提出利用前、后双视扫描机制消除风向模糊,设计在星上实现全极化微波辐射计双视扫描的具体方案,分配一个扫描周期内的观测方位角和定标单元。