利用光学遥感图像中的太阳耀光信息反演海面粗糙度是探测海表风速和浅海地形等海洋动力学参数的有效方法。目前对于多角度太阳耀光遥感探测应用和海面粗糙度定量反演研究刚刚起步,成像参数对结果的影响和最佳观测几何组合等问题有待进一步仿真研究,因此多角度太阳耀光遥感仿真系统设计与应用研究具有重要意义。本文围绕多角度太阳耀光遥感仿真系统设计及应用展开研究,构建了太阳耀光成像和基于误差传递的最佳成像几何验证仿真模型,重点研究了成像参数对多角度太阳耀光辐射的影响、遥感平台的最优成像几何控制方法和仿真软件系统的研制等三个方面的内容。本文的主要研究工作如下:(1)不同成像几何的太阳耀光辐射仿真研究。太阳耀光的形成与成像参数密切相关,已有研究表明太阳耀光对传感器角度非常敏感。本文以ASTER(Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer)传感器为基本参考,仿真分析不同环境参数和传感器参数下,传感器观测角对太阳耀光辐射传输的影响,进而讨论成像参数对多角度太阳耀光遥感的影响。(2)验证多角度太阳耀光遥感的最优成像几何。由于太阳耀光对观测角度的敏感性,传感器观测角度的大小及其组合对多角度太阳耀光遥感模型有较大影响。本文基于太阳耀光辐射误差传递,构建了基于误差传递的最优成像几何验证仿真模型,开展了反演不同成像几何组合下的海面粗糙度估算误差,来评估最佳观测几何组合。(3)提出遥感平台的成像几何控制方法。本文将提出遥感平台控制模型,即根据实时环境因素,验证不同的传感器角度组合在基于误差传递的仿真模型中输出结果,通过对比获取最优成像几何,从而指导设计遥感平台参数。另一方面,多维度下计算最优成像几何,考虑其具有明确的目标函数和相对容易的工程实现,提出了基于粒子群优化算法的遥感平台控制方法。(4)基于Python的开发设计语言,采用Py Qt5开发了多角度太阳耀光遥感仿真和基于粒子群优化算法的成像几何设计系统。该系统可以仿真太阳耀光辐射强度在不同维度下的变化曲线、仿真太阳耀光辐射强度的图像、基于粒子群优化算法计算较优的成像几何参数等功能。