589nm超窄带钠荧光激光雷达系统能够高精度探测中间层顶区域（80-105km）的钠原子数密度,大气温度和风场,对于研究该区域大气动力学具有重要的价值。但是,目前常见的染料脉冲式窄带钠测温测风激光雷达系统,由于其体积和功耗较大,操作复杂且不稳定,因此仅适合在实验室条件下部署。尽管最新的全固态超窄带脉冲钠激光雷达解决了系统全固态和运行稳定性的问题,但是由于其系统复杂且功耗大,很难在短期内实现小型化。为了实现机载和星载探测的需求,研制同时具有超窄带宽、全固态、小体积、低功耗和自动化的窄带钠激光雷达系统,迫在眉睫。近几年全固态光纤激光器快速发展,使其在具有极佳稳定性的同时能输出高功率连续波激光,为窄带钠激光雷达系统的发射光源提供了新的选择。针对目前钠激光雷达的研究现状,本论文在对流层气溶胶探测的连续波（CW）激光雷达基础上,采用了创新性的原理和技术,使用伪随机编码调制的连续波（PMCW,Pseudo-random Modulation Continuous-Wave）激光作为光源,研制了国际首台PMCW钠测温测风激光雷达原理样机,并开展了数日观测验证实验。结果显示该系统能够准确可靠的探测中间层顶钠原子数密度、大气温度和风速。本论文的主要研究内容和创新点如下:（1）深入研究了 PMCW钠激光雷达的探测原理。选用M序列作为伪随机编码,实现了连续波激光雷达探测中间层顶区域的距离分辨。针对伪随机调制中剩余光能量损失问题,研究了剩余光序列的自相关特性,创新性的提出了利用剩余光进行探测的独特方法,首次实现PMCW激光雷达发射光源的完全利用。将PMCW激光雷达探测原理与钠原子超精细荧光光谱反演温度与风场的方法相结合,设计了 PMCW钠激光雷达激光调制、发射和接收信号的仿真模拟,并分析了系统信噪比,验证了 PMCW钠激光雷达研制的可行性。（2）研制了国际首台PMCW钠测温测风激光雷达原理样机,并突破了一系列钠激光雷达探测技术:连续波M序列编码主光和剩余光同时用于探测的技术;利用激光发射自动准直系统,通过离轴结构实现近地面强回波信号抑制的技术;基于滤光片优化的高效率后继光路系统和时序高度同步的采集反演技术等。该原理样机具有全固态、小型化、低功耗、高能效、以及稳定全自动化的特点。（3）基于PMCW钠激光雷达开展了中间层顶区域大气温度和风场的探测,其探测结果与卫星和附近流星雷达同时观测的结果具有较好的一致性。该系统探测的温度和风场中具有明显的大气潮汐波和重力波扰动,且与流星雷达观测一致。这些均表明该PMCW钠激光雷达的探测结果是准确可靠的。