随着我国遥感科学的快速发展,利用遥感卫星对目标场景的监测已成为提高遥感服务能力的重要手段。由于红外成像系统在雨雪等恶劣天气以及无光黑夜中能够清晰监测对象,所以遥感卫星主要使用红外波段进行探测。极光是遥感卫星重要的背景辐射,极光的红外辐射会对遥感卫星的目标监测造成一定的干扰,因此在遥感卫星的研制中需要提供大量的极光的红外图像来对卫星的监测能力进行检验。由于时间、成本、拍摄条件的限制往往无法通过卫星拍摄的红外图像对卫星的监测能力进行检验,为了解决这一问题,本文对不同红外波段、不同相机分辨率和相机观测位置等条件下的极光红外图像进行仿真,为卫星研制提供检验数据。本文研究的是极光的红外特性及红外图像仿真,主要包括极光的形态仿真、极光的红外辐射计算和红外图像的仿真。因为空间观测的极光呈现极光卵的形态,所以极光的形态仿真就是对极光卵进行仿真,运用拟合公式得到不同地磁指数下极光卵的边界,然后结合极光电子束沿着地球磁场与大气中的分子原子碰撞的轨迹来仿真极光射线,最后得到极光卵的几何模型;极光的红外辐射计算是通过极光与大气中的分子原子发生的光化学反应得到极光的红外辐射介质的振动激发数密度,然后结合非局域热力学平衡下辐射强度计算得到极光红外波段的辐射亮度;利用OpenGL和C/C++研制了极光红外仿真软件,软件能够实现在不同的输入条件下输出相应的极光红外图像,具有重要的应用价值。