由于激光通信系统具有宽频带、高速率、抗截获能力强、抗干扰能力强和轻小型等突出优点,使其非常适合深空、星际、星地、空空、空地等链路通信,因此在近年来备受关注。随着我国海洋军力不断发展,激光通信系统在船与船、船与岸间的应用前景日趋广阔。同深空、星际、空空等应用环境不同,船用激光通信的信号传输媒介是位于海而上方十几米至儿十米的大气,由于这一区域的大气衰减和大气湍流对通信链路保持和通信质量有着严重的干扰。因此本文通过理论分析与实验验证,对近海激光通信大气影响进行了分析,对抑制大气影响的方法展开研究。首先,在介绍本文研究所面向的近海大气激光通信系统的组成和工作原理的基础上,分析了近海大气激光通信系统的链路模型与影响通信质量的关键大气参数估算模型,重点分析了吸收效应、散射效应和折射率起伏所引起的闪烁和漂移效应。其次,为了定量评估大气衰减与大气湍流对近海激光通信的影响,设计了对几项关键大气参数的测量方案。采用850nmm和1550nm两个波段的激光进行同步测量,给出了测量原理和方案,测量内容主要包括：采用光功率计测量大气吸收效应中的消光系数;采用短波红外相机测量激光光斑的闪烁指数和到达角起伏方差。在获取全天时测量数据后,计算对1550nm波段激光成像的闪烁指数和到达角起伏方差,将其代入大气折射率结构常数经典计算方法中,演算出850nm波段激光图像中目标的闪烁指数和到达角起伏方差,并将所得结果与实测同步850nm激光光斑图像进行比对。依据以上数据分析结果,在国内外学者的研究改进基础上,进一步修正塔塔尔斯基提出的平面波闪烁模型,并推导了其在改进型Hill谱和Von Karman谱下的公式,同时改进了美国海军实验室所采用的到达角起伏所引起的漂移模型,使其更适合描述任务海域海面大气环境。再次,本文针对大气对通信链路的稳定和通信质量的影响分别提出了抑制方法。近海大气激光通信的链路稳定主要依赖于系统对激光光斑的捕获、跟踪和瞄准(Acquisition, Tracking and Pointing, ATP), ATP系统对激光的定位—般采用CCD等光学成像器件,当激光通信链路经过大气时,由于受大气的影响,ATP系统所获得的激光光斑图像是退化后的图像,会导致跟瞄精度下降甚至无法完成对目标的捕获。工程中常用形态学滤波方法,该方法相对计算量较小,易于硬件系统实现,但算法本身的物理意义并不是恢复光斑的原有形状和位置。近年来常用的自适应光学方法已普遍用于大口径天文观测中,但对于高频率的激光通信应用而言,还缺少充分的实验验证,而且自适应光学系统技术复杂,成本高昂。因此本文针对激光通信系统光斑图像受大气湍流影响的问题,通过改进约束共轭梯度迭代算法,提出激光光斑退化图像的快速盲复原方法,在对光斑图像进行快速复原的基础上,对光斑目标进行分割,并通过连通域计算实时提取复原后的光斑中心位置信息,提高ATP系统对光斑中心位置的提取精度。在抑制大气对通信质量的影响方面,本文提出了基于实时图像处理技术的分集接收方案,通过2个配有150mm口径镜头的短波红外相机和配有等效大口径镜头的红外相机同步采集光斑图像,并将数据按照之前所提的量化方法进行分析和比对,验证分集接收对大气影响的抑制作用。最后,通过设计市内2.1km和近海面8.9km激光通信实验,理论分析结合实测数据,以通信误码率、接收光功率等参数为依据,通信链路接收光功率理论分析和实测数据互相关性达到70%,一致性较好,从而验证本文所提出的改进后大气参数估算模型的准确性,以及盲解卷积算法的有效性,继而为后续工程实践提供有力支撑。