作为一种新型大气风场探测技术——紫外激光雷达技术近年来受到广泛关注。与传统红外测风激光雷达技术相比,紫外激光雷达基于空气分子的瑞利散射,在气溶胶稀少环境下可实现近距离风场测量。其具有保密性高,全方位性好、抗干扰能力强等特点,是一种在要求无线电静默条件下进行探测的有效方法。目前的机载紫外测风激光雷达的参数设置主要来自实验环境的具体测试,缺少系统性的理论研究。而现有的紫外激光大气传输模型计算量大,计算精度低,针对具体的应用环境,很难迅速获得仿真回波信号数据。同时,现有的紫外光大气仿真模型缺少对紫外光源的仿真,使得许多研究项目开展时需将大量时间消耗在光源的选择与测试之中,增加的光源的选购成本。另外,现有的紫外激光大气传输模型缺少对恶劣天气的考虑,如大气湍流。大气湍流会干扰紫外激光信号的回波稳定性,影响雷达探测的准确性。针对机载紫外激光雷达大气传输模型建立的迫切需求,对紫外激光大气传输问题进行了系统性研究。提出了基于蒙特卡罗指向概率法的机载紫外激光雷达短距离传输模型。研究了紫外激光雷达系统中各类系统几何参数对回波信号的影响。获得了不同光强分布紫外光源下,回波信号强度与系统几何参数的变化关系。完成了前视测风激光雷达收发链路在湍流环境下的回波信号仿真问题。论文的主要研究内容与贡献如下:1.深入研究紫外激光大气测量技术,对紫外激光雷达信号大气传播的基本原理进行了研究。归纳总结了紫外激光雷达信号大气传输理论及其存在的不足。介绍了紫外激光大气散射理论的研究现状。离散坐标法将辐射传输方程转化为一阶线性微分方程组,针对复杂边界条件进行计算,求解十分困难。有限体积法通过数值积分对辐射传输方程中的散射项进行近似处理,计算量大,模型十分复杂,用时长,对计算机的硬件要求较高,耗内存。传统蒙特卡罗法统计的是接收器实际捕获的光子数,很难快速获得收敛解。本文提出了一种基于蒙特卡罗指向概率法的机载紫外激光雷达大气传输模型。2.针对现有紫外光大气传输模型计算量大,很难快速获得收敛解的问题,利用蒙特卡罗指向概率法,建立了机载紫外激光雷达大气传输模型。针对机载紫外激光雷达大气传输问题,分析了不同收发几何参数（收发间距、收发端不共面偏轴角、收发仰角、光源发散角以及接收端视场角）对紫外激光回波信号的影响。比较了单次散射与多次散射情况下的回波信号差异。紫外光大气回波信号会由于散射发生脉冲展宽,同时回波信号时间延迟增加。在单次或多次散射模型下,收发轴的不共面角、收发仰角、光源发散角和接收器视场角会影响接收光信号的辐照功率密度、脉冲的时间延迟以及脉冲宽度等。由于飞机飞行的抖动,当收发轴不共面角增加时,紫外回波信号功率密度峰值降低、脉冲宽度变窄。具体为收发短距离传输条件下,收发轴不共面角对回波影响明显,而在长距离下影响较弱。多次散射在收发间距短、不共面角大时不能被忽略。最后将仿真结果与经典蒙特卡罗模型进行了比较,结果表明,两模型测量结果吻合,进而说明了建立模型的正确性。在程序运算时间方面,前者可以更加快速地获得收敛解,具有更高的运算效率。3.针对现有紫外光大气传输模型缺少对信号光源光强分布的考虑的不足。采用随机光子的模拟方法,对紫外光源进行了数值建模,结合蒙特卡罗指向概率法,创新性地通过仿真建模研究了光源特性对紫外回波信号的影响。推导了在相同收发端几何参数、不同光源（不同光源种类、不同激光工作模式）的条件下,回波信号的能量利用率随收发间距的变化关系。计算表明,在相同不共面角相同时,具有高斯分布的激光的接收光辐照度比均匀分布光源高一个数量级。当激光光源发散半角越小时,收发系统允许有更大的最大不共面角。从三种光源的单次与多次散射的计算结果可看到,在收发间距小时,多次散射对系统最大不共面角?影响明显。多次散射在光源发散角小的情况下,对系统回波能量贡献小。当光源发散角大时,回波信号中多次散射贡献明显。4.针对现有机载紫外激光雷达大气传输模型缺少对恶劣天气的考虑的不足,本论文研究了机载紫外测风激光雷达收发链路在湍流环境下的传输问题。基于现有共轴紫外传输湍流大气模型,建立了非共轴湍流紫外激光传输模型。计算了湍流环境下非共轴紫外激光回波信号闪烁效应功率概率密度分布函数。探究了湍流环境下收发仰角对紫外光链路的影响,仰角越小,湍流闪烁效应越弱。