目前星载多普勒测风激光雷达作为获取全球风场信息最为有效的探测设备之一,已经成为了国际上备受关注的热点领域。国内的相关科研单位也在积极开展有关研究,已经提出了开展直接探测和相干探测结合的复合体制星载测风项目,目标是获取0km～30km高度范围的全球三维风场信息。本论文基于该复合体制星载测风项目,针对其中的直接探测接收机和相干探测水平风场反演技术进行了研究。本论文首先对复合体制激光雷达系统中的直接探测接收机进行了研制。卫星轨道高度为400km,为了消除卫星运行对频率检测带来的影响,本文对接收机中法布里-珀罗标准具的参数进行了针对性的设计,并对接收机的测风性能进行了仿真分析,结果显示在最大探测高度30km处,接收机的最大测风误差为2.8m/s。为了适应星载平台对小型化、高稳定性的要求,本文对接收机的结构布局进行了特殊设计。整个接收机集成在450mm×300mm×80mm大小的规则壳体中,鉴频部分的主要光学元件之间采用分子粘接的方式紧密连接,每个光学元件嵌入壳体内部,并配有遮光板挡光。整个接收机系统集成度高、稳定性高、密闭性好,非常适合应用于星载测风激光雷达系统中。然后本文在理论分析的基础上,搭建了直接测风接收机的原理样机,并对原理样机的性能参数进行了测试,最后基于实测参数对接收机的测风性能进行了仿真分析。另外,本文针对复合体制星载测风项目实现全球风矢量反演的目标,进行了相干探测水平风场反演技术的研究。多普勒激光雷达通常利用矢量合成的几何方法,通过添加假设条件的方式实现风矢量的实时反演。本文提出将微波雷达中的同化插值技术进行优化并应用于激光雷达数据进行水平风矢量的实时反演。该方法采用逐点分析的方式计算风矢量,考虑了不同位置的观测信息对分析点上风速的影响,并基于点之间的位置关系计算误差协方差函数来衡量这种影响,该方法计算速度快,而且反演精度较一般的几何方法更高。为了验证同化插值技术的反演精度,本文仿真分析了同化插值技术的反演效果,并对反演误差进行了统计分析,结果显示同化插值技术能够显示风场的结构特征,反演结果可靠。本文进一步利用同化插值技术处理了兰州机场2019年8月至2020年3月的外场观测数据,对其中的风切变案例进行分析计算,并和机场塔台的报告数据进行对比,对比结果吻合度较高,更验证了利用同化插值技术进行激光雷达水平风矢量实时反演的可靠性。