本文从介绍湍流大气中波传播的基本理论出发，介绍了不同湍流层的大气结构常数模式，分析了影响大气结构常数的各种因素，给出了湍流统计理论中的谱模型，推导了湍流大气中波传播的解析方法，并把结果由平面波向球面波、高斯波束进行了推广，为研究湍流大气中的波传播奠定了基础。同时，在采用国际电信联盟(ITU-R)大气结构常数模型的基础上，结合修正Ryov方法推导出了平面波、球面波以及高斯波束在湍流大气中传播时的闪烁指数特性，进行了数值分析，并且对微波段和光波段的平面波、球面波的闪烁指数特性进行了比较。最后在采用哈夫那格尔(H-V5/7)湍流大气结构常数模型的基础上，分析推导了激光光束从发射机经湍流大气斜程到达接收机(或目标)时的光场变化；同时，采用McGlamery算法，对Kolmogorov功率谱下的大气湍流随机相位屏进行了模拟，进而在模拟的相位屏和Huygens-Fresnel原理基础上，将主要适用于模拟平面波相位波前的McGlamery算法推广应用到了高斯光束传播时的光场模拟，讨论了大气信道段对星地链路激光通信系统的影响。