地基微波辐射计可连续、无人监管地测量地表垂直10公里的大气温湿度廓线,弥补了探空气球观测时间不连续、成本高的缺点,对提高中小尺度天气系统监测精度和强天气预报能力具有重要的意义。地基微波辐射计的探测性能取决于对大气辐射亮温测量、大气参数反演的准确度和稳定度,直接受定标、反演的影响。但目前国产地基微波辐射计由于缺少在实测过程对定标误差进行深入配套研究,而使用观测亮温训练反演网络存在缺少长期观测样本的缺陷、使用模拟亮温训练又受与观测亮温之间的偏差影响,降低了反演精度、共同制约着微波辐射计本地化探测部署。为此,本文结合国产地基微波辐射计的研制,对影响定标精度的因素进行分析、改进,并提出基于数据预处理的反演改进方法,提升观测亮温、探空数据的质量及匹配程度,以达到提升反演精度和实际观测能力的目的,本文的主要完成工作如下:1.对微波辐射计观测不同定标源时的注入噪声偏差进行理论研究和订正,并通过液氮与黑体观测实验验证了偏差订正对四点定标的改进效果,定标精度改善0.02～0.5K;通过实验对倾斜曲线定标的观测角度组合进行优化改进,使用“低互补仰角+高单侧仰角”的观测角度组合降低了大气水平不均匀性的干扰的同时保证了定标的可靠性,定标系数改进后,对比晴空模拟亮温的误差降低1.8～4.4K。2.提出一种针对微波辐射计观测亮温的数据预处理方案,该方案包括样本分类、质量控制与偏差订正等环节,并应用于间接样本反演的改进当中。数据预处理后观测亮温与模拟亮温的相关性得到显著提升,改进后反演的温度、水汽密度、相对湿度廓线与探空对比的均方差分别降低0.3～0.8K、0.06～1.09 g/m~3、3.9～4.3%,有效提升了间接样本反演的精度,弥补了直接样本反演缺少观测训练集的缺陷,验证了基于数据预处理的改进反演在工程应用上具有可行性。3.通过与国外MP3000A辐射计的并址观测实验,验证了国产微波辐射计在实际观测过程中采用数据预处理改进大气参数反演的可靠性,与MP3000A精度相当。在分析误差的基础上提出基于训练集分类的进一步改进方案,改进后无论是晴天还是云天的反演精度,相较于训练集未分类和并址观测实验的反演结果都有明显提升。