大气环境与人类的生活息息相关,尤其气溶胶粒子更是时刻影响着人类的身体健康甚至生命安全,因此对于气溶胶粒子的学习研究是当今关注的热点。作为一种主动遥感的光机电一体设备,激光雷达已广泛应用于大气环境的探测以及气溶胶特性的研究。本文首先对探测大气气溶胶的意义进行介绍,从气溶胶的概念、来源、分类以及对地球热平衡的影响、对地球环境的影响等多方面展开描述。接着,从激光与大气相互作用、激光雷达的基本结构、探测大气气溶胶的不同工作模式等多角度对激光雷达系统进行阐述,并且列举了当今国内外正在投入使用的多个地基以及空基激光雷达观测站点,同时介绍了探测大气气溶胶激光雷达反演气溶胶各项参数算法的研究现状。其次,全面的介绍了本文后续即将使用到的实验设备:北京理工大学光电雷达技术实验室地基纯转动拉曼-米散射激光雷达系统和地基偏振激光雷达系统的组成结构,并且对BIT拉曼-米散射激光雷达系统的米散射通道进行仿真分析。同时介绍了普适的激光雷达方程和适用于偏振激光雷达系统的回波方程。再次,选取北京理工大学光电雷达技术实验室地基纯转动拉曼-米散射激光雷达于2018年1月8日测得数据使用几种经典气溶胶消光系数反演算法进行反演,对比分析几种结果,选取出分别能突出近场优势和远场优势的算法,以相关系数作为判断准则对两种算法的结果进行拼接,组合出一种结合了近场、远场优势的新反演结果。新算法的核心在于“拼接”过程,讨论并且用多组实验数据验证了新算法中结合相关系数及相对误差的拼接方法的优势。选取不同天气条件下探测得数据对新算法进行验证,晴朗条件下(2018年1月8日),多云条件下(2017年12月12日),雾霾条件下(2018年3月13日),结果均显示出新算法反演结果的优越性。最后,对北京理工大学光电雷达技术实验室地基偏振激光雷达探测数据进行处理。介绍了偏振激光雷达定标的理论依据以及BIT偏振激光雷达系统实际定标过程和定标结果,为确保定标结果准确性连续两天(2018年4月11日,4月12日)多次进行定标实验。选取定标后的偏振雷达系统探测数据反演大气总退偏比,并且结合大气总退偏比建立气溶胶退偏比数学模型,进而对近地面气溶胶后向散射系数廓线进行细化分类。2018年4月11日,于北京理工大学光电雷达技术实验室同时使用地基纯转动拉曼-米散射激光雷达和地基偏振激光雷达探测大气,反演大气消光系数、大气总退偏比、气溶胶退偏比以及细化分类的气溶胶后向散射系数。