在大气中,水汽是一种重要的气象要素,在云物理和降水的形成过程、大气化学反应过程及能量循环过程中发挥着重要作用。水汽是大气中唯一可以相变的气体,水汽的特殊性及其对生命意义的影响,使水汽区别于其他气体而受到人类的广泛关注。作为一种光学主动遥感方法,激光雷达系统具有探测距离远、精度高、灵敏度高、时空分辨率高等优点。因此,激光雷达系统被广泛应用于大气探测、环境监测、气候研究等领域。本文依托自研拉曼激光雷达系统采集数据,计算得出水汽混合比,并对水汽混合比的误差进行分析。依据误差传递理论,逐项分析水汽混合比误差的各个误差源贡献,结果表明:激光雷达测量水汽混合比的误差主要包括标定常数、大气透过率修正和回波信号三个误差源。其中,标定常数误差和系统参数及标定方法息息相关,不随高度而改变,约为4-6%,是1.5公里以下激光雷达测量水汽混合比总相对误差的主要来源;大气透过率修正误差主要源于实际大气光学特性,随高度升高而增加,洁净天气条件下对总相对误差的影响小于4%,污染天气条件下对总相对误差的影响小于5%;回波信号误差和系统参数及大气特性相关,在洁净天气条件下,回波信号误差在垂直高度3公里以下一般小于20%,在垂直高度3公里以上,成为水汽混合比总相对误差的主要来源;在污染天气条件下,回波信号误差在2公里以下一般小于30%,在2公里以上,成为水汽混合比总相对误差的主要来源。由于回波信号的相对误差是水汽混合比总误差中最不确定的部分,为了详细分析激光雷达回波信号的相对误差,分别采用随机误差方法、泊松公式方法和背景信号方法,计算得出水汽混合比的整体误差,并通过激光雷达与无线电探空仪测量水汽混合比的对比实验,分析验证这三种计算回波信号相对误差的方法。结果表明:三种方法各自有的优缺点和适用条件。随机误差方法计算水汽混合比的相对误差时,计算低层几何因子和大气中气象结构的测量结果相对误差偏大。泊松公式方法计算水汽混合比的相对误差时,激光雷达信噪比较大时,计算的相对误差较为准确,但高层激光雷达信噪比较小时,无法计算出相对误差。背景信号方法计算水汽混合比的相对误差时,信噪比较强时计算的相对误差偏小,但可以很好地表现出激光雷达回波信号的衰减趋势。对比结果显示:激光雷达自身计算相对误差和对比误差一致性较好,说明了激光雷达自身计算相对误差的可靠性。上述分析结果对于提高激光雷达测量水汽混合比的准确性,以及激光雷达测量结果在气象预报中的应用起到很好的辅助作用。