激光雷达现已逐渐应用到了飞机、火箭等运动载体上,实现了目标探测或对地测高等功能。在这类应用中,载体平台的高速运动会引起周围空气的扰动,导致空气折射率的不均匀变化,将影响激光雷达探测光束的传播过程,引起成像光束的光程变化、光斑偏移、能量衰减等问题,从而影响激光雷达的探测性能。为此,本论文引入有限元方法研究激光雷达安装载体高速运动引起的空气局域扰动及其对探测光束传播的影响,为研究激光雷达在高速运动环境下的探测性能及其系统优化提供理论基础。本文在深入资料调研的基础上,介绍了载体高速运动引起周围空气局域扰动场计算模型以及光束传播分析方法,给出了利用ANSYS软件对运动载体建模、网格划分以及空气扰动场仿真方法。在此基础上,考虑激光雷达在飞机和导弹等高速运动载体上的应用,分别利用二维和三维模型对机翼和钝锥两种典型激光雷达载体高速运动引起的空气扰动密度场进行了仿真计算,给出了不同速度、攻角、高度等不同状态下的空气密度场的定量分布,讨论了不同翼型以及三维钝锥截面对空气扰动场密度分布的影响。为了分析空气扰动场对探测光束传播的影响,引入G-D公式实现空气扰动密度场向折射率场的转换,并通过均匀网格划分将杂乱分布的折射率点数据转化均匀网格分布的折射率分布数据。当飞行高度为4km,速度为2.8Ma时,扰动场折射率可达到1.0007。以此为基础,利用光线追迹方法计算了机翼运动引起空气扰动对探测光束光程差的影响,表明飞行的马赫数越大,高度越低,造成的空气扰动越大,对激光传播过程的影响也越大。利用衍射理论计算了光束穿过空气扰动场后的光场空间分布,讨论了载体运动速度和光线入射角对光场空间分布的影响,发现空气扰动场的存在将引起光束的明显偏移。此外,将钝锥载体的理论计算结果与相同条件下风洞试验得到的空气扰动场折射率空间分布进行了对比,验证了本文理论计算方法和结果的正确性;还给出了不同速度气流扰动引起光束偏移的实验结果,结果表明气流与光束传播方向的夹角越小,光束偏移越小。