臭氧在地球大气中含量很低,是一种化学性质不稳定的痕量气体,主要分布在平流层（90%）和对流层（10%）。平流层臭氧可以吸收紫外辐射维持平流层的温度结构;对流层臭氧主要来源于大气成分间的光化学反应;近地面臭氧是一种“有害”气体,会对人类和其它动植物的健康造成损伤。利用卫星遥感方法在全球尺度上探测臭氧浓度分布,对研究大气动力学和全球气候变化具有重要意义。国际上采用天底、临边和掩星探测的卫星遥感方式对全球大气臭氧进行探测。大气红外甚高光谱分辨率探测仪（Atmospheric Infrared Ultra-Spectral Sounder,AIUS）是高分五号卫星上搭载的一种新型红外掩星探测仪,主要用于探测臭氧等大气成分的浓度分布和化学过程。本文针对GF-5/AIUS的探测特性和光谱数据,开展了臭氧廓线反演及验证研究,具体研究内容如下:（1）波段选择与光谱质量分析。本文以基于雅可比矩阵的信息熵迭代方法选取的臭氧反演微窗为基础,对微窗内AIUS光谱数据质量进行分析,最终选取出8个光谱数据质量高的反演微窗,有利于提高反演效率和反演精度。（2）先验知识库建设。本文将近几年ACE-FTS和MLS的大气成分产品按月划分为纬度5°×经度30°的网格,建立了一个精细的大气背景库,用于近似模拟真实的大气状态。同时,利用MLS臭氧廓线产品建立臭氧先验廓线库,在反演过程中与实际AIUS数据进行时间位置的匹配,提供准确的先验廓线。（3）切高精校正。本文利用氮气(2490～2520cm^-1)和臭氧(1020～1150cm^-1)的波段强吸收性,提出了一种对AIUS探测数据进行切高校正的模拟透过率查找表方法,为反演过程提供准确的高度信息。经过验证,本文提出的切高校正方法能得到精度较高的AIUS切高,并且校正效率提高了27.33倍。（4）最优估计算法研究。本文在原来最优估计算法的基础上,通过对AIUS数据的分析,计算出与代价函数相关的约束因子δ,并在迭代中不断更新,这改进了最优估计算法在AIUS臭氧廓线反演中的解算问题。（5）AIUS臭氧反演软件设计与实现。基于最优估计算法反演臭氧廓线的研究,本文设计并实现了AIUS臭氧廓线反演软件。该软件满足高分五号卫星数据地面管理系统的功能需求,能进行臭氧廓线产品的业务化生产。（6）AIUS臭氧廓线反演结果验证。基于本文建立的AIUS臭氧廓线反演软件,对2018年12月至2019年1月的8轨数据进行臭氧廓线产品生产,并将反演结果与MLS臭氧廓线产品进行交叉验证。通过分析,反演结果与MLS臭氧廓线的相对偏差在20～50km小于10%,反演精度高;相对偏差在10～15km和70～90km大于20%,需要进一步改进。反演结果的平均核函数峰值接近于1且自由度较高,反演结果可靠性强。验证结果表明,基于本文建立的AIUS臭氧廓线反演软件,能获得精度较高的AIUS臭氧廓线产品,能精确地描绘平流层中上层的臭氧浓度垂直分布。