遥感数据的精确辐射定标是遥感信息定量化的前提，更是遥感数据能够在各个领域中得到有效应用的基础。论文以夜间VIIRS微光通道为主要研究对象，在分析了星上定标方法的基础上，针对微光通道数据的辐射定标及其应用关键技术和科学问题开展研究，重点对夜间微光条件下的场地替代定标、夜间基于地面灯光源的微光定标、微光通道数据的应用等问题进行了深入的分析，为我国自主微光探测载荷的业务应用提供技术积累。
　　在夜间微光条件下的场地替代定标方面，将中国气象局敦煌辐射校正场作为替代定标试验场地，提出了基于敦煌场的夜间微光替代定标方案，确立了有效观测事件的选取标准，通过长期定标实验确定了模拟辐亮度与观测辐亮度的平均相对误差为-6.2%，总不确定度为8.6%，验证了夜间微光通道基于场地替代定标的可行性。
　　在夜间基于地面灯光源的微光定标方面，首先从现有的普通金卤灯光源出发，分析了普通金卤灯光源的基本参数、布置方式、工作模式，推导了目标像元与背景像元之间模拟辐亮度差值的表达式，建立了普通金卤灯光源工作时灯光辐射向上传输的模型，并提出了基于普通金卤灯光源的微光定标方案，利用卫星观测数据进行了定标试验，目标像元以及背景像元之间观测辐亮度差值与模拟辐亮度差值的相对误差分别为3.9%、16.5%、19.1%，初步验证了基于地面灯光源进行微光定标的可行性。然后，针对普通金卤灯光源微光定标存在的问题，设计和研制了一套适用于夜间微光定标的特制灯光源，具有一定的辐射强度各向均匀性，并基于该特制灯光源给出了微光定标方案，在实验室光源特性测试分析的基础上，开展了外场定标试验，三次试验的相对误差分别是14.8%、13.4%和5.4%，初步验证了该方案的可行性。最后，为进一步提高定标精度和具有更好的适用性，设计并研制了基于积分球的外场微光定标灯光源，具有良好的辐亮度各向均匀性以及稳定的发射辐射，推导了目标像元与背景像元之间模拟辐亮度差值的表达式，建立了积分球灯光源工作时灯光辐射向上传输的模型，并提出了一套基于积分球灯光源的微光定标方案，在实验室辐射特性测试分析的基础上，在敦煌场内开展了基于积分球灯光源的微光定标实验，计算得到观测辐亮度差值与模拟辐亮度差值的平均相对误差为-8.30%，总不确定度为8.35%。
　　在微光通道数据的应用方面，针对大气重力波，探索了基于二维S变换微光通道数据的重力波参数测量方法，有效获取了夜间热带气旋Manhasen激发重力波的水平波长和传播方向分布。针对海洋内波，参照白天太阳耀光条件下的内波遥感观测机制，提出了利用月亮耀光测量夜间内波水平波长和传播方向参数的方案；此外，利用白天和夜间东沙群岛附近海域的成对内波观测图像，通过成对内波信息的叠加，有效获取了内波的传播相速度。