科学技术的腾飞促进了世界范围内的军事竞争,鉴于各类飞行器、导弹等武器的大威力性和攻击过程中的快速性,建立相应的防护系统已经是国防工作的重点。天基红外探测作为目前最成熟可靠的探测手段,对防护系统起到重要支撑作用,针对背景的红外模拟自然也成为国内外学者重点研究的课题。高轨探测器进行目标探测时,目标主要处于地球背景或大气临边背景中。真实情况中,不同地表类型和大气模式之间存在较大差异,同时底层大气中气象条件也较为复杂,这都为红外背景模拟提出了难题。针对以上问题,本文工作主要围绕以下几个方面展开:首先,利用成熟的大气传输模型MODTRAN4,计算了 2个大气窗口下具有典型大气和地表特征的区域在无云大气和典型水云大气条件下观测路径辐射亮度和透过率。针对无云情况总结对比了不同地表类型、大气模式、气溶胶对的背景辐射传输的影响。针对有云情况,分析总结了不同云条件下背景辐射的传输特点。通过对比两种情况下的路径透过率和各成分辐射亮度计算结果,分析了云对地球背景和临边背景辐射传输的影响。同时通过定义和计算辐射亮度的相对变化比例,讨论了地球背景模拟中水云与地表的图像区分问题。计算和分析结果对模型构建提供理论基础和数据支持。其次,通过对相关气象资料和地理资料的总结和梳理,对全球地表类型和适用的大气模式进行了简化分类,根据纬度对整体及个别区域条件下出现的云类型、云量等进行了确定,结合已计算的结果,建立了相应数据库。并在课题组原有的地球及临边红外背景模型的基础上,建立了探测视场模型和视场中的云红外辐射模型,实现了对指定区域条件下的地球背景的探测视场模拟以及视场内指定云场景的模拟。本文的工作实现了指定探测视场下的多种有云条件的地球红外背景模拟,对原有的地球及临边背景辐射模型有一定的完善作用,提高了模型的实用性。探测视场内的红外辐射仿真结果考虑了地表类型、大气模式和云量等因素,能够较为真实的呈现出了指定地理位置下探测视场内的地球及临边背景的红外辐射特征,对红外目标识别与模拟技术有一定支持作用。