海水的温度和盐度是反应海洋特性的两个重要物理参量，其时空的分布对海洋环境的监控、海洋生物研究以及自然灾害的预测等应用有非常重要的作用。在各类海水监测手段中，激光雷达拥有良好的海水穿透性，能够刺破海表进而获得深层海水信息，因而成为获取海水温盐空间分布的重要遥感手段。激光雷达以其所采用的散射方式不同主要分为四种：瑞利散射激光雷达、米散射激光雷达、拉曼散射激光雷达和布里渊散射激光雷达。在这四种激光雷达中，布里渊散射激光雷达以其能够测量多种海水的物理特性，如温度、声速以及粘滞系数等，而受到了广泛关注。　　目前，基于布里渊激光雷达的接收系统采用的接收技术能够分为三类：边缘探测技术、法布里-珀罗(Fabry-Pérot，F-P)扫描干涉仪技术以及 F-P标准具结合增强型电耦合器（Intensified Charge Coupled Device，ICCD）技术。在这三种方法中，边缘探测技术不能获取完整的布里渊散射谱线，F-P扫描干涉仪需要大量的扫描时间，因而在实际应用中都受到了一定限制。与前两种方法相比，F-P标准具结合ICCD的方法不但能够实时获取海水的瑞利布里渊散射谱，并且频域测量方式具有良好的抗噪性，因而目前受到了广泛研究。　　F-P标准具结合ICCD方法接收到布里渊散射回波信号表现为二维的干涉圆环图。通过从该图中提取出一维布里渊散射谱，然后测量该谱线上的布里渊谱特征参数，再利用谱特征参数来反演海水温度等。在该处理测量过程中，其海水物理特性的反演精度会受到三种因素的限制：ICCD分辨率、激光雷达系统噪声以及用于反演海水物理特性的模型的反演精度。其中，ICCD分辨率通过影响散射谱频率分辨率的方式来限制温度测量精度。已有研究工作通过数据融合方法将谱分辨率从像素级提高到了1/100像素级。然而，高分辨率散射谱线的获取并不意味着已经完成了提高测量精度的工作，它只是解决了由ICCD分辨率带来的限制影响。激光雷达的系统噪声和反演模型的精度问题分别还会影响谱特征参数的测量过程和海水温度的反演过程中，对最终的温度测量精度造成摄氏度级别的误差。要想提高最终的测量精度，仍然需要解决剩余的这两种限制因素。　　文章以有效提高F-P结合ICCD方式布里渊激光雷达遥感精度为目标，对激光雷达系统中的系统噪声和反演模型等相关理论以及相应的处理方法作了深入地研究和分析。一方面，文章以理论和仿真为基础，分析了各种噪声的来源、特性以及作用形式，并提出了针对性的处理方法：对ICCD散粒噪声提出了傅里叶域上的区域均值滤波方法；对F-P标准具的展宽效应分析比较了三种去除方法：带卷积拟合法、傅里叶域去卷积法以及线宽近似相减法；而对直流噪声，则是采用拟合去除。另一方面，文章分析了传统的基于单频谱特征参数的温度反演模型的问题所在，并针对性地提出了两套温盐同步反演模型：基于布里渊频移和布里渊线宽的双参数温盐同步反演模型(双参数同步反演模型)和基于双波长下布里渊频移的温盐同步反演模型(双波长同步反演模型)。仿真和实验结论显示，这套处理测量方法能够快速而稳定地抑制了这些因素的影响，使得温度的遥感精度从1 oC以上提高到了0.1 oC以内，同时还能同步获取高精度的海洋盐度信息，使得布里渊激光雷达能够同步遥感海洋温盐分布，大大拓展了其在海洋监控领域的应用能力，为海洋环境监测提供了一种高效费比的测量手段，具有良好的环境效益和应用前景。