大气湍流折射率结构常数随着高度的分布特征在激光大气传输、天文观测及自适应光学等应用中十分重要。研究大气光学湍流强度廓线的探测与反演方法具有很大的应用价值和学术意义。　　用于描述大气湍流强度廓线的常用模型有很多，不同的模型适用于不同的地理位置和气候条件，如CLEARⅠ模型适用于沙漠地区、Greenwood模型适用于高山地区等。在中纬度乡村地区，广义HV模型应用广泛，如国内的合肥、北京、库尔勒等地区和国外一些地区，所探测的大气湍流强度廓线均表现为广义HV模型形式。广义HV模型反映了实际大气湍流的基本物理特征，模型中含有七个调节参数，可以根据实测数据调节出符合具体地理位置和气候条件的湍流强度廓线。本文研究大气湍流强度廓线的反演方法正是基于广义HV模型。　　激光大气湍流强度的探测实际测量的是不同高度的大气相干长度，光波的传输性质是球面波。球面波大气相干长度的表达式是湍流强度与核函数(1-h/L)5/3的积分，从反演湍流强度的角度看，核函数较为复杂。为了解决含复杂核函数的反演唯一性与稳定性的难题，采用了具有动态阻尼因子的改进型Levenberg-Marquardt迭代算法。　　结合广义HV模型中各参数的物理意义，对不同HV模型进行了探测仿真与反演算法的适用性研究。首先在无探测误差条件下，确定了能准确反演出广义HV模型中的七个参数需要3km以下2个大气相干长度、分辨率为0.5～1km，3～10km之间5个大气相干长度、分辨率为1～2km，10km以上2个大气相干长度、分辨率不小于3km的九个测量数据和广义HV模型中七个参数的初值范围。利用不同HV模型计算的1km、2km、3km、4km、5km、7km、9km、12km、15km上的大气相干长度反演广义HV模型中的七个参数，反演结果表明反演算法反演的七个参数与预设模型值一致，反演廓线计算的大气相干长度、整层等晕角及倾斜等晕角与利用反演预设模型相应参数的计算值一致，表明反演算法具有很好的收敛稳定性且反演结果与七个参数的初值无关。　　在上述前提下，对大气相干长度加入10％随机误差进行仿真，反演结果表明反演廓线、反演廓线计算的整层等晕角及倾斜等晕角均存在较大的反演误差。为解决此类误差问题，提高反演精度，提出了用于测量数据预处理的平滑样条函数。样条函数平滑后的仿真结果表明反演的精度有了较大提高。　　尽管采用样条函数提高了反演的精度，但是保证获得一定精度的高空湍流强度廓线仍然存在两个困难:一是大气相干长度对高空湍流强度的变化不敏感;二是高空探测数据往往误差很大，拟合的样条函数无法准确表示出高空湍流的信息。为了解决该问题，提出了加入对高空湍流强度变化敏感的大气整层等晕角来约束反演的高空湍流强度的方法。对不同HV模型计算的12km、15km处大气相干长度加入20％随机误差，其它高度上的大气相干长度加上10％随机误差，加入整层等晕角后的仿真结果表明反演的高空廓线与预设模型的高空廓线基本一致，反演廓线计算的大气相干长度、整层等晕角及倾斜等晕角与利用反演预设模型的计算值的相对误差满足实际应用精度要求，表明反演算法具有很好的收敛稳定性且反演结果与七个参数的初值无关。　　采用实验室现有的DCIM雷达、大气相干长度与等晕角测量仪及温度脉动仪进行实际对比观测。利用大气相干长度和整层等晕角测量数据反演了合肥地区冬季大气湍流强度廓线。与合肥冬季探空廓线对比，反演的廓线在量级和随高度变化趋势上基本一致。与温度脉动仪同步测量的20m处湍流强度对比，反演廓线计算的20m处的湍流强度在量级和随时间变化趋势基本一致。与大气相干长度与等晕角测量仪同步测量的整层大气相干长度与等晕角对比，反演廓线计算的整层大气相干长度和等晕角的相对误差约在5％、3％以下。上述实验结果表明了反演结果的正确性。