自2015年9月14日人类第一次探测到引力波GW150914以来,引力波探测的进展非常迅速。随后,双中子星并合产生的引力波事件（GW170817）及其电磁对应体（GRB 170817A）的联合探测,开启了研究多信使宇宙学的新时代。人们从引力波信息可以直接探测到引力波源照度距离,而从其电磁对应体可以得到引力波源的红移。这样从引力波观测上可以确定照度距离与红移关系,利用该关系就可以对宇宙学模型中的参数进行限制,从而确定一些参数的取值范围。与电磁波信息相比,引力波照度距离不受光子数是否守恒的影响。基于这一优势,本文利用模拟引力波数据与其它天文观测数据进行对比,验证宇宙距离对偶关系以及探测宇宙不透明度,从而研究将来引力波观测对验证宇宙距离对偶关系和探测宇宙不透明度限制的能力。首先,本文探讨了第三代地基引力波爱因斯坦望远镜（ET）引力波（GW）标准汽笛观测测试宇宙距离对偶关系的潜力。角直径距离由星系团样本和重子声学振荡等天文观测数据给出,照度距离由模拟ET引力波观测数据给出。为了得到相同红移的角直径距离和照度距离数据对,我们采用并方法对模拟引力波数据进行了处理。利用引力波数据代替Ia型超新星（SNIa）数据的基本优点为引力波的照度距离对光子数的不守恒不敏感。然后,对宇宙距离对偶关系的恒等式进行参数化,再通过卡方统计对宇宙距离对偶关系中的参数进行约束。结果表明,将来引力波事件的观测将是检验宇宙距离对偶关系的有力工具。然后,由于SNIa的照度距离与不透明度相关,而引力波的照度距离与不透明度无关,我们通过将SNIa数据与模拟引力波数据进行比较,探测了将来引力波测试宇宙不透明度的潜力。引力波数据、SNIa数据分别来自将来ET的引力波测量、Joint Light Analysis（JLA）数据和Pantheon等现今的SNIa天文观测数据。在本文中,使用高斯过程,利用非参数和与宇宙学模型无关的抹平技术对模拟引力波数据重建照度距离连续函数。该方法的优点是解决了某些红移范围的超新星数据点与引力波数据点数量分布不同的问题,能够将所有可用的数据用来探测宇宙不透明度。然后,利用卡方统计对光学深度τ（z）的参数ε进行限制。计算结果表明,对于JLA和Pantheon数据,在1σ可信度下,对宇宙不透明度约束的误差棒可分别减小到0.011和0.006。因此,将来对引力波的测量可能会对宇宙不透明度提供更强的限制。我们提出利用高斯过程分别对引力波与SNIa数据进行处理,得到随红移连续的照度距离函数,然后将照度距离在任意红移处进行对比,可以研究宇宙不透明度的均匀性。结论给出将来的引力波测量为我们研究宇宙不透明度的空间均匀性提供了一个机会,同时它还可以作为验证宇宙不透明度的重要工具。最后,本文研究了将来SNIa标准烛光的观测与将来引力波标准汽笛对宇宙不透明度的限制能力。这里,将来SNIa数据来自广域红外勘测望远镜（WFIRST）将来的观测数据,引力波数据来自ET和分赫兹干涉仪引力波观测台（DECIGO）的将来观测数据。然后,通过并方法获得具有相同红移的模拟引力波数据的照度距离和模拟SNIa数据的照度距离。由于将来的SNIa观测数据与现在的观测数据相比较,它的分布有明显改善,误差棒更小,所以在使用并方法时有更多的引力波数据可以用来测试宇宙不透明度。此外,我们将将来天文观测对宇宙不透明度的约束值与目前类星体连续观测得到的星系间不透明度的值进行比较。研究结果表明,将来的引力波和SNIa观测可以用来鉴别星际尘埃的宇宙不透明度。