大气风场在现代社会中的作用日益重要,而测风激光雷达被公认为是可以快速、准确测量大气三维风场的遥感设备。测风激光雷达的一个重要应用是数值天气预报,由于风场数据与大气压力、梯度变化等参数密切相关,因此三维风场数据对于数值预报极其重要;测风激光雷达风场测量有助于行星尺度动力学、天气尺度动力学以及中小尺度天气系统动力学的研究;测风激光雷达研究不仅有重要的科学研究意义,还有重要的社会价值和经济意义。　　 本论文围绕近期研制完成的国内首台利用三通道Fabry-Perot标准具检测的瑞利散射多普勒测风激光雷达系统展开。首先,在对基于双边缘技术的多普勒测风激光雷达的探测原理深入分析的基础上,根据探测指标,确定了非相干频率检测-强度信号的速度检测及高速度灵敏度的双边缘速度检测方案,详细设计了瑞利散射多普勒测风激光雷达系统的各个单元,解决了瑞利散射测风激光雷达的关键技术,研制完成了国内首台瑞利散射多普勒测风激光雷达。然后,根据系统设计参数对瑞利散射测风激光雷达的系统性能进行了模拟,结果表明风场探测精度可以达到系统探测指标要求。　　 瑞利散射测风激光雷达系统设计初步完成后,对直接影响系统探测性能的三通道Fabry-Perot标准具透过率曲线和光子计数探测器计数率进行了详细的校准分析,提出了校准方法与校准思路;通过实验分析测试了激光频率漂移跟踪技术及径向速度垂直校准等系统关键技术。详细分析了影响瑞利散射多普勒测风激光雷达系统性能的关键因素,得出了由于三通道Fabry-Perot标准具透过率曲线的校准误差及激光频率漂移导致米散射信号和瑞利散射信号速度灵敏度不相等而使气溶胶散射信号成为影响系统性能的主要因素,确定了大气温度不确定性对径向风速反演的影响。最后,通过对瑞利散射测风激光雷达与微波风廓线雷达及探空气球的对比实验结果和平流层风场连续探测结果的详细分析讨论,定量得出了激光雷达系统的实际风场探测精度,并实验论证了激光雷达平流层风场探测能力。