如今数值天气预报对极端天气的预测等方面发挥着越来越重要的作用,而高分辨率的大气遥感载荷的观测数据是数值天气预报进行资料同化所需要的数据。然而星载微波辐射计大气遥感载荷一方面由于研发周期长,耗资巨大等因素,在遥感载荷制造与发射前需要经过充分的研究与论证,对星载微波辐射计大气遥感载荷的观测过程的仿真显得很有意义,通过对指定载荷参数的仿真结果进行分析可以验证设计方案的可行性,此外可以发现方案中存在的不足,以便加以改进。另一方面受限于天线尺寸,轨道高度的因素的制约,星载微波辐射计的遥感图像的分辨率往往不能满足应用的需求,许多研究针对分辨率的问题提出使用算法来对图像进行后期处理来提升遥感图像分辨率。本文首先对微波辐射计进行原理的介绍。然后进行地球静止轨道星载微波辐射计大气遥感载荷的观测仿真,仿真参数按照正在立项的风云四号卫星进行设置,对仿真结果分析地球静止轨道卫星大气仿真图像各个频段的特点。然后以在轨极轨卫星ATMS载荷参数为准,进行极轨卫星载荷微波辐射计大气遥感载荷的观测仿真,获得仿真结果后将模拟观测亮温与ATMS载荷观测数据进行对比,分析仿真结果的亮温精度。最后获得观测亮温之后,对观测亮温图像使用超分辨率算法获得增强图像。使用的超分辨率算法包括Backus-Gilbert算法与维纳滤波算法,对算法进行仿真验证,分析算法的特点,同时对增强图像进行对比与分析。