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在大气温度、湿度、风场和气溶胶、云的特性探测中，激光雷达正扮演越来越重要的角色。本文针对光电检测及后续的数据处理部分，构建激光雷达数据的时窄域数据泊松分布数学模型，开展激光雷达数据的修正技术研究，以期提高激光雷达的探测性能和探测粘度。 光电倍增管是激光雷达系统最常用的光电检测器件。通常有两种方法实现激光雷达信号的数据采集：模拟探测模式和光子计数探测模式。其中模拟探测具有高线性度的特点，比较适合近场激光雷达回波信号的检测；光子计数探测模式具有高灵敏度的特点，比较适合远场激光雷达回波信号的探测。为分析不同数据采集模式下的激光雷达数据特点，构建了激光雷达数据的时空域数据泊松分布数学模型。其中时间域方差计算模型以同一高度连续时刻的激光回波数据为样本组，表征大气状态信息随时间的变化特征；而空间域方差计算模型以同一时刻连续高度上的激光回波数据为样本组，表征大气状态信息随高度的变化特征。 在较短时间和有限高度范围内大气状态假设不变的前提下，激光雷达数据的时空域数据分析模型可用于评判激光雷达系统探测性能，并据此开展数据修正技术研究。论文主要在以下三个方面进行了工作： (1)光子计数数据堆栈的修正技术研究。利用死区时间校正后的光子计数数据应符合泊松分布的特点，估算Licel数据记录仪的光子计数器的死区时间为3.42秒，并利用估算的死区时间对激光雷达光子计数数据进行了修正，使数据廓线最大限度地服从泊松分布； (2)光电检测系统线性工作区间和最佳工作电压的探究方法研究。设计了实时控制电压的直流高压稳压电源，采用扫描电压探测法在大气时间尺度内探测了不同光电检测系统工作电压下的激光回波数据，结合时空域数据泊松分布数学模型进行分析，得出了光电检测系统的线性工作区间(-600V～1000V)和最佳工作电压(-850V)。 (3)光电检测系统最佳脉冲检测阈值电压的探究方法研究。使用时空域数据泊松分布数学模型结合信噪比分析，对不同脉冲检测阈值电压下采集的激光雷达回波信号进行比较得出Licel系统的最佳脉冲检测阈值电压为3mV。