为了快速合理地确定激光雷达几何因子反演关键参量——激光雷达比，利用雷达充满区几何因子值恒为1的属性提出一个简捷的新途径，对这种方法从理论上进行了推导，并以实际雷达数据进行了验证，反演得到的几何因子在充满区没有出现单调增加或者单调减小等不合理情况。结果表明，这种方法避免了目前激光雷达比需多次取值对结果定性分析繁琐耗时的不足，是合理有效的。这将对于反演出雷达几何因子并进而获得近地面气溶胶信息具有重要参考价值。

为了标定激光雷达常数,在大气水平分布均匀的天气下,利用激光雷达喇曼散射回波不受大气气溶胶后向散射影响的特点,对其水平方向距离订正回波进行线性拟合,结合N2分子喇曼后向散射截面和分子数密度就可以得到激光雷达常数;同时对这种方法进行了数值模拟,相对误差为4.688%,理论推导和数值模拟均证明该方法是可行的。结果表明,激光雷达常数的获取为激光系统的评估以及激光雷达方程的参量反演将带来便利。

在拉曼(Raman)激光雷达探测CO2实验中所采集的拉曼回波信号具有比较大的统计误差,有效减小统计误差,获得较高的探测精度是非常重要的工作。利用自适应滤波器对拉曼回波信号分段进行数据处理,可得到在分段的各个空间间隔内的随距离几乎不变的CO2混合比统计误差,经过自适应滤波器对信号进行处理后,Raman激光雷达对合肥地区夜晚CO2气体浓度探测达到比较高的测量精度,在1.5-5 km高度范围内,CO2浓度统计误差最大为2.5%,5-8 km统计误差最大为5%,8-10 km统计误差最大为10%。利用此技术也可以量化估计在较高的空间分辨率下满足探测精度要求的激光脉冲数。

利用Raman激光雷达测量的回波数据求解气溶胶消光系数，选用美国标准大气模式时，反演结果有可能会产生较大的误差。提出一种采用温度模式求解Raman激光雷达回波方程探测对流层大气气溶胶消光系数的新方法，并对这种新方法进行了详细的理论推导。通过与利用无线电探空仪测量数据计算的结果进行对比，发现二者具有较好的一致性。理论和实验均表明：通常情况下，采用温度模式方法求解Raman激光雷达方程探测对流层大气气溶胶消光系数是可行的。温度模式方法包含了探测地点的季节和地理海拔因素，较直接采用美国标准大气模式更加符合实际，可以减少反演结果的误差。

为了提高喇曼－米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的精确度，利用不确定度传递公式对其不确定性进行了详细的理论分析，并结合喇曼－米散射激光雷达在合肥西郊的实际探测例子进行了实验研究，计算了信号、大气透过率比值和散射比参考值的相对不确定度，在高度6km以下信号相对不确定度一般小于30%，透过率比的相对不确定度一般小于4%，散射比参考值相对不确定度大小则由参考值与实际值差异而定。结果表明，适当增大激光脉冲能量和延长信号采集累计时间、准确标定散射比参考值可有效减小喇曼－米散射激光雷达探测大气气溶胶波长指数的不确定性。

L625紫外差分吸收(UV-DIAL)激光雷达主要用于18～45 km高度范围内平流层臭氧浓度垂直分布的长期监测.位于合肥郊区的这一台激光雷达自1996年8月全面建成并投入正常运行以来,进行了长期的连续观测,积累了大量宝贵资料.通过分析L625紫外差分吸收激光雷达在1998～2001年期间的平流层臭氧观测数据,得出了合肥上空平流层臭氧浓度垂直分布的特征:平均垂直浓度分布的峰值点高度为23.32 km,峰值点的臭氧浓度为4.43×1012cm-3,柱含量6.4×1018cm-2;臭氧浓度有明显的一年周期震荡,表现为季节变化:平流层中上层臭氧浓度夏季高冬季低;平流层下层臭氧浓度夏季低冬季高.平流层臭氧浓度峰值高度的变化特征为夏季高冬季低.