大气激光雷达可以测量气溶胶和云的光学参数、水汽混合比、二氧化碳混合比、二氧化氮混合比、臭氧混合比、钠原子密度数、钾原子密度数、铁原子密度数、钙原子密度数、大气分子密度、温度、分场等,在大气环境监测、气象环境预报和保障、大气科学研究、空间物理科学等领域发挥着重要作用。在大气激光雷达设计阶段需要利用仿真计算论证探测原理的可行性,配置合理的大气激光雷达参数,为大气激光雷达的研制提供参考依据。大气激光雷达研制完成之后,仍然需要计算一些难以测量的参数。因此,本文设计了一套基于HITRAN数据库的大气激光雷达信号仿真系统,该仿真系统的实现包括以下两部分:(1)基于大气激光雷达方程建立信号仿真模型。该仿真模型结合大气分层模式模拟激光在传输过程中大气分子和气溶胶对激光造成的衰减。HITRAN数据库中包含了大气分子的吸收谱线,仿真模型利用这些谱线参数计算大气分子高精度的吸收光谱;仿真模型利用瑞利散射计算了大气分子对激光的散射系数;大气辐射传输模型Lowtran7模拟了气溶胶对不同波长激光的衰减,因此该仿真模型结合了 Lowtran7中的气溶胶模式结构。此外,该仿真模型能够分析激光雷达系统中的几何因子、干涉滤光片等系统参数以及回波信号的信噪比等。(2)基于仿真模型对仿真系统进行软件开发,主要是利用C++程序开发语言实现大气激光雷达信号仿真模型。此外,为了增加人机交互的友好性,开发了仿真系统的人机交互界面。本文建立的大气激光雷达信号仿真系统模拟了不同系统参数配置下回波信号的强度,并将模拟结果与NSSC车载532nm瑞利散射多普勒激光雷达的实测结果进行了比较,误差在4.5%以内,表明该仿真系统能够很好的模拟回波信号,计算了模拟信号与实测信号的信噪比,并标定了该车载激光雷达的光学系统效率。