激光雷达是一种能够利用激光对大气参数进行精确探测的现代高精度主动遥感探测仪器。扫描激光雷达探测精度往往受扫描角度精度的影响,为了使探测结果与实际的大气参数分布情况一致,扫描激光雷达在探测前还需要进行绝对角度较准。针对上述问题,对扫描激光雷达的绝对角度测量系统展开了研究。首先分析了现阶段几种主要的角度测量技术,其中包括绝对角度编码技术、径向辐射光栅角度测量技术和切向光栅角度测量技术,制定出了绝对角度高精度测量系统的总体方案,设计了绝对角度编码,其中关于绝对角度编码设计的关键问题,即本原多项式系数求解做出了详细阐述,给出了绝对角度编码的译码方法;根据设计要求,依据绝对角度编码尺寸对光源、准直聚焦透镜进行了设计,确定了用于编码图像识别的线阵CCD型号,综合考虑CCD型号以及绝对角度编码尺寸,利用ZEMAX设计仿真了成像光学系统,设计了 CCD信号采集模块,最后搭建了测试实验系统,能够准确读取光栅编码信息,并且计算出绝对角度值。对绝对角度高精度测量系统的误差进行分析,重点分析了主要误差成分-偏心误差对精度的影响,建立了偏心误差模型、偏心参数测量模型和偏心误差补偿模型,并且对其进行了仿真验证。经过实际误差补偿实验后,绝对角度测量系统的精度达到1’32"。根据现有的扫描激光雷达系统,设计出一套绝对角度测量系统在扫描激光雷达上的应用方案。将绝对角度测量系统安装在扫描激光雷达机架的转轴上,使其能够精确测量出激光雷达当前所扫描的角度,校正了现有的开环扫描系统,使其形成闭环控制。最后,进行了初步的实验观测,以回波信号较强的云层信息作为参考,分别对未进行角度校准和已进行角度校准的激光雷达回波信号进行比较。实验结果表明,进行角度校正之后的云层分布信息更加合理,说明绝对角度测量系统在激光雷达上有着良好的应用效果。