针对目前激光雷达能见度仪体积大、成本高、操作复杂等问题,本文基于米散射原理,采用共轴的设计,研制一套激光雷达能见度探测系统。然而,实际获得的激光雷达回波信号极其微弱,再加上各类噪声的影响,降低了系统的有效探测距离与测量精度。因此,本文提出了一种基于经验模态分解(EMD)的信号去噪方法,实现了对微弱回波信号的有效提取,具体研究内容如下:1、以激光雷达大气探测理论为基础,综合考虑系统的安全性、成本以及总体性能等因素,运用共轴收发天线以及多芯光纤等新型光子器件与技术,有效降低了激光雷达能见度探测系统的成本,使系统结构更为紧凑。另外,采用光子计数方式对回波信号进行采集,有效提高了系统的探测能力。2、基于激光雷达回波信号的特点,本文提出了一种基于EMD的信号去噪方法(EMD-STRP)。通过分析本征模态函数与回波信号的相关性,确定出相关分量和不相关分量;在此基础上,采用粗糙惩罚和软阈值技术分别对这两种分量进行处理,进而从强背景噪声中提取出有用信号。在仿真实验中,相较于EMD部分重构、EMD硬阈值以及小波变换方法的去噪效果,EMD-STRP具有最高的输出信噪比与最低的均方根误差。3、为了验证EMD-STRP在激光雷达信号处理过程中的有效性,将该方法应用于实测回波信号中。结果表明,去噪后回波信号信噪比从35.41dB提高到了 38.53dB,系统的有效探测距离从7km提高到了 8.5km,并结合太阳光度计验证了该结果的准确性。同时,将系统的能见度探测结果与真实数据进行对比,验证了本激光雷达能见度测量系统以及去噪方法的合理性。