地表上行长波辐射是反映地球表面冷暖状况的指标,是地表辐射收支的关键变量之一。在已有地表上行长波辐射产品的估算算法中,地表均被假设为朗伯体,对地表热辐射方向性的回避会给地表长波上行辐射的估算带来很大的误差。对同一地物进行多角度准同步观测是解决热辐射方向性最直接最有效的方法,然而,目前在卫星尺度只有ATSR系列传感器可以提供两个角度（0°和前向55°）的准同步观测。两个角度不足以驱动热辐射方向性核驱动模型实现角度订正,亟待发展星载多角度的观测手段。面向热辐射方向性研究,目前的正向模型主要包括辐射传输模型、几何模型、混合模型、计算机模拟模型和核驱动模型五大类。其中核驱动模型则因为输入参数少、求解简单快速,可直接应用于卫星多角度数据处理。在热红外领域中有六个广泛使用的核驱动模型,包括RL、Vinnikov、Ross-Li、LSF-Li、Vinnikov-RL和LSF-Chen模型,它们被设计用于地表温度的角度校正。然而,这六个模型在有限的观测条件下的拟合能力是未知的,这使得很难在应用中选择合适的模型。为了解决以上问题,本文开展了以下三部分工作:1.本文使用4SAIL模型模拟了30600组多角度定向亮度温度（DBT）数据集,同时为了考虑误差的影响,在模拟数据集中加入了[-1.0,1.0]K的随机误差。总计886组角度组合来用于驱动这六个核驱动的模型,以适合用于30600组4SAIL模拟的21960个DBT。每个组合的RMSE和所有886个有限角度组合的均方根误差（RMSE）用于评估六个核驱动模型的整体拟合能力,发现LSF-Chen模型在有限角度下具有最好的拟合能力。2.进一步利用WIDAS航空数据,验证LSF-Chen模型在航空数据下的拟合能力。同时为了验证热辐射方向性对上行长波辐射的影响,将半球SULR作为理论真值,对比分析十九个单一方向（-45°到45°以5°为步长）的热辐射估算结果的精度,结果发现大部分单角度估算上行长波辐射的结果与半球估算上行长波辐射的结果相比存在明显的高估现象。3.利用上述分析得出的拟合能力最好的核驱动模型（LSF-Chen）作为拟合半球热辐射的工具,专注于从220种不同数量角度的组合方案（含五角度组合45种,七角度组合84种,九角度组合70种,十一角度组合21组）中选取最优观测角度组合,最终选出角度组合（0°,±25°,±60°）。