搭载于中国新一代静止轨道卫星平台上的大气垂直探测仪利用傅立叶光谱技术，来对大气和地球表面进行垂直探测。这需要大气垂直探测仪对指定区域来的红外辐射进行干涉分光。而为了达到规定的时间、空间和光谱分辨率，就需要仪器的光学系统能够在规定的时间内精确地指向该区域，并且保持指向精度，这就对仪器的二维扫描系统提出了严格的要求。仪器二维步进扫描系统的主要功能就是按照指令控制扫描镜实现对地两维步进扫描，并能保持对地表面指定区域的精确指向，把地球表面不同区域的大气辐射光谱折向仪器的光学系统。本文全面研究分析了作为大气垂直探测仪关键技术之一的二维步进扫描技术。　　 论文首先通过分析比较国内外典型的星载二维步进扫描系统，从工程上详细分析了大气垂直探测仪二维步进扫描系统的实际构成、工作方式和影响其性能的因素；完成了以交流永磁同步电机为执行器的大气垂直探测仪二维步进扫描系统总体方案设计，并对电机、二维机械机构、控制策略、角度反馈、电流传感等关键环节以及方案的空间工程应用可行性进行了分析论证；　　 建立了二维步进扫描控制系统的控制策略及算法，建立了控制系统的位置。速度.电流三环控制结构，并由内而外地分别对这三环进行计算机仿真分析，得到各个环路的稳态和动态性能参数；根据建立的三环控制结构，对大气垂直探测仪二维步进扫描系统技术要求中提出的五种工作模式运动数据进行分析，验证这些运动数据的可行性；　　 同时，重点研究了作为运动控制系统核心环节的角度测量反馈技术，研制了高精度圆感应同步器测角系统，提出了创新性的基于瞬时值计算的圆感应同步器测角算法，设计实现了测角系统的软、硬件，以及实验系统，包括感应同步器低噪声前放电路、带通滤波电路、DSP测角算法程序，工控机平台实验程序等；对研制的高精度圆感应同步器测角系统进行了系统测试，验证了测角精度，并对整个测角系统进行了系统误差分析。　　 从分析和仿真结果来看，本课题所制订的以交流永磁同步电机为执行器的大气垂直探测仪二维步进扫描系统总体方案是可行的，二维步进扫描系统技术要求中提出的基本工作模式是可以实现的。