众所周知,晴空湍流（CAT）、低空风切变均被认为是危及航空安全的重要因素,因而,探测大气湍流及风切变对航空安全极为重要。针对晴空和干燥气象条件下的湍流与风切变,激光雷达因其精度高、分辨率高,探测距离远而成为最佳的探测技术手段,不过,目前这种探测技术系统复杂、成本昂贵且在探测方法上仍有不足。需要对激光在大气湍流中传输等方面进行了深入的研究以改进现有激光雷达和提出新的探测技术。为此,本文在研究两类典型光束在湍流大气中的传输特性基础上,重点研究了基于光束漂移、M~2因子、K参数等光束参数联合反演大气湍流参数的方法。主要工作内容与结果如下所示:1.推导出了截断艾里光束的M~2因子、湍流距离、瑞利距离的解析式,采用数值分析方法详细分析了M~2因子、相对M~2因子、湍流距离和湍流瑞利范围随源面上光束参数、大气湍流参数的变化。结果表明,湍流结构常数较小、内尺度和截断因子较大时光束质量较好;截断参数较小时光束受湍流影响较小,存在一个最佳的初始宽度,使得光束质量最好。湍流距离随结构常数、截断因子、第一瓣初始宽度的增大和内尺度的减小而减小。湍流瑞利范围随结构常数、截断因子、内尺度和第一瓣初始宽度的增加而减小。2.推导出了部分相干径向偏振圆形艾里光束M~2因子、光束漂移的简化积分表达式。通过数值模拟得出衰减因子、标度参数、相干宽度等参数对M~2因子和光束漂移的影响。结果表明当传播距离、湍流强度、外尺度较大时,光束质量较差;均方根光束漂移以及相对光束漂移随着相干宽度、内尺度、湍流强度的增大,而不断增大;随着传输距离的增大,相对光束漂移与均方根光束漂移不断减小;随着标度参数、初始半径的增大,相对光束漂移存在一个最低点,这意味着较小的相干宽度、内尺度、湍流强度,较大的传输距离,光束漂移起伏越小,在其他参数一定时,分别存在一个最低的标度参数、初始半径是的光束漂移起伏最小。3.根据所得截断艾里光束的M~2因子、K参数联合反演了大气湍流折射率结构常数、内尺度,并分析了各参数对反演结果的影响。根据功率谱反演方法完成了关于截断艾里光束在湍流大气中传输的多层相位屏仿真程序:通过模拟对不同截断参数、不同初始束宽下的截断艾里光束的光斑强度并对结果进行了分析。根据一定的湍流强度、内尺度、束宽、截断参数下模拟所得的光束漂移与理论值作比较,验证了反演公式的有效性。