机载气象雷达是飞机环境监视系统（AESS）的一个重要部分，对于安全飞行至关重要。但直接研发耗资大，时间周期长。真实的雷达模拟仿真系统可以减少研发成本，研究人员可以测试信号处理技术的稳定性和局限性，同时还可以检查在设计过程中可能忽略的因素。本文面向AESS机载气象雷达模拟仿真系统，根据飞行前方的卫星云图，来动态反演所在区域的天气信息（云场，风场），并把这些数据信息作为机载气象雷达模拟仿真系统的外部激励。本文重点研究了机载气象雷达模拟仿真系统的数据激励关键算法：风场反演，云场微物理建模，以及云场动态仿真。风场的反演中，分别采用了有限差分法，投影法和低维流体运动估计法。有限差分和投影法，能快速的求解N-S方程，在此基础上实现对两帧图片间任意时刻上速度场的重现；低维流体运动估计法中，引入了光流的低维参数化表达来处理相邻两帧图片，比传统光流计算精度高，得到的速度场作为N-S方程求解时的初值。这两种方法的结合，能较为精确的反演风场，是本文一个创新点。云场密度更新过程中，引入了Stam的方法，获得了可靠的密度场，大大简化了计算。利用单元自动机技术，通过简单的布尔运算来模拟运动，能有效的实行对云的生成和消失的模拟。云的动态仿真中，加入了云演化的实际物理模型，并做以简化，得到的动态三维云场，不仅视觉上逼真，也兼顾了物理模型的真实性。这是本文的另一个创新点。软件仿真结果表明，此整套方法下获得的结果，与实际二维卫星图片所显示的天气信息比较符合，基本上满足AESS数字样机的要求。