拉曼-米气溶胶激光雷达因无需假设雷达比, 而在准确测量气溶胶消光系数方面较传统米散射雷达更具优势。 在合肥市的外场探空比对实验结果表明, 2.5 km以下拉曼-米激光雷达反演的消光系数更为准确, 相差可达0.04 km^-1, 且获取的水汽混合比廓线与探空数据一致性良好。 利用该技术获得了2019年—2020年秋、 冬季期间淮南市的气溶胶消光系数廓线和边界层高度等数据, 进而对空气质量污染期间的污染类型(本地污染排放、 传输型污染、 传输型污染叠加本地污染累积)和颗粒物的时空演变特征进行了统计分析。 结果显示该市在此期间受到20次细颗粒传输和8次沙尘传输影响。 其中沙尘传输主要来自西北方向, 由高空沉降至近地面(厚度达2 km以上), 平均大气边界层高度达1.23 km以上。 在典型细颗粒传输过程中, 边界层高度基本维持在1.1~1.2 km左右, 近地面风向以西北风为主, 少量东南风主导。 在细颗粒传输叠加本地累积的复合污染过程中, 边界层高度略低(平均高度在1.0 km左右), 近地面风向以偏北风为主, 污染气团自低空出现后, 其下沿高度持续降低并最终与近地面污染耦合。 在细颗粒导致的重污染过程中, 近地面水汽混合比及相对湿度数据与PM_2.5的浓度变化趋势一致性良好, 说明颗粒物的吸湿性增长和气态污染物二次转化过程可能助推了PM_2.5的生成, 加重污染形势。 对边界层的统计结果表明, 其高度变化对污染气团的沉降和近地面污染累积有十分明显的正相关性。 秋冬季期间, 该市的小时边界层高度大部分分布在1.6 km以下, 平均为1.0 km左右, 小时空气质量达重度污染期间, 边界层高度普遍不足0.6 km。 从气团后向轨迹模拟结果来看, 该市空气质量为中度及以上污染期间的气流主要来自偏北方向, 少量来自东南沿线, 因而污染期间需要加强市区偏北方向污染源的管控, 防止叠加影响。

为了解决传统激光雷达几何因子计算方法存在偏差的问题，通过几何光学推导出望远镜中全视场和半视场的视场函数，通过对均匀发射激光光束区域的视场函数二重积分与激光光束截面积的比值得到几何因子.考虑激光光轴倾斜失调的影响，推导出大气探测同轴激光雷达的几何因子计算公式.根据所提出的计算公式对典型大气探测同轴激光雷达的几何因子进行计算，并与传统方法进行了对比，结果显示最小全重叠距离一致.最后分析了与激发发射相关的激光光束直径、发散角和激光光轴倾斜角对几何因子的影响，结果表明激光发散角的影响比光束直径更大.该方法适用于均匀分布激光发射光束的激光雷达几何因子快速计算，可为激光雷达的光机设计提供参考.

激光测高卫星可以在大范围内获得亚米甚至厘米级的地表高程信息，但不可避免受云、气溶胶等粒子引起的散射影响，其中前向散射引起的激光测距和最终测高误差不容忽视。文中系统梳理激光测高卫星大气散射误差改正技术，介绍了国内外卫星激光测高系统参数、大气探测及散射改正算法，有别于已有的蒙特卡洛模拟改正方法，提出了一种基于指数函数模型的大气散射改正算法，选择青海湖等区域的ICESat/GLAS开展试验，结果表明，光学厚度小于2时能有效提升受大气散射影响的数据精度，同时提升数据可利用率约9%，该算法更易于实现业务化应用。最后针对大气参数同步探测的必要性，结合星载大气参数探测设备对后续国产激光测高卫星大气散射改正提出了若干建议。

研究了基于地基差分吸收光谱技术观测的O₄吸收反演气溶胶光学参量的敏感性.利用大气辐射传输模型McArtim分析了不同波长、不同气溶胶光学参量（光学厚度、边界层高度、单次散射反照率、非对称因子）对O₄吸收（大气质量因子）的影响.结果表明，大气质量因子对中心波长变化不敏感，气溶胶光学厚度和边界层高度对O₄吸收具有重要影响，气溶胶光学厚度从0.1增加到1时，3°仰角测量的大气质量因子减少了28%，边界层高度从0.1 km增加到1 km，3°仰角测量的大气质量因子增加了9.2%.平纬圈观测模式下O₄吸收对单次散射反照率和非对称因子具有较好的灵敏度，提供了一种基于地基MAX-DOAS观测O₄吸收反演气溶胶光学参量的新方法.