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随着临近空间飞行平台的经济效益优势得到很多国家的重视，越来越多的临近空间飞行平台的发展和使用规划逐渐出台，平流层大气风场探测需求迫在眉睫，临近空间飞行平台的安全飞行需要大气风场保障，尤其是平流层飞艇等飞行器利用平流层零风层特点执行任务，需要零风层大气风场的现报和预报;我国自2011年起执行《国家空间天气十年计划》，建立国家空间天气的天、地一体化的预警、监测体系。
直接探测多普勒测风激光雷达是当前国际上普遍公认的，能够对全球实现风场观测的最有力的工具。在地基观测系统中，位于挪威的ALOMAR组织研制了Rayleigh-Mie-Raman激光雷达系统，能够实现80km以下的风场观测;欧洲ESA计划2013年发射第一台空基(星载)多普勒测风激光雷达。
设计了国内首台基于Fabry-Perot标准具双边缘检测技术的平流层测风激光雷达系统，依据系统信噪比最大化、速度灵敏度最大化、相对探测偏差最小化的原则和三者相互制约的关系，对系统相关参数进行优化，给出了各个子系统的具体设计参数;根据各子系统设计参数，对全系统的探测偏差进行了数值模拟，能够达到设计要求;为了提高系统白天的探测性能，优化了望远镜视场角和激光发散角的参数关系;深入挖掘激光器跳频内在因素，提出了基于恒温箱控温的激光器稳频方案并开发标准具锁定激光频率方法;系统设计使用三波束对大气风场进行探测，给出了波束在任意天顶角下的水平风场反演计算:针对系统校准问题，提出了基于零风场环境回波信号的校准方案，可以消除温度的影响。最后，进行了信息舱设计，能够对径向数据进行综合处理，兼具系统工作汇报演示和系统工作状态监控的功能。
研制了平流层测风激光雷达系统光学接收机，首次使用了光纤分束器，大大减少了导光镜片，降低了光路调试难度。首先，对标准具两块玻璃板的平行性进行了调试和实验;然后，对标准具干涉条纹进行光强等高线分析，得到了FSR和腔长差等参数，通过相关计算，进而得出标准具的全部参数;最后，分别对三台接收机使用的标准具进行性能计算，得到每个径向的风场探测精度，经拟合得到平流层测风激光雷达系统的水平风场探测精度，满足探测指标要求。