随着现代科学技术的发展和人民生活水平的提高,环境问题已成为主要的民生问题之一。大气污染物的监测对于环境保护、污染控制及治理是十分必要的,激光雷达利用发射的激光束与大气中的物质相互作用机理,可以高时空分辨率地探测大气气象及环境参数,具有重要的研究意义及应用价值。本文依托西安理工大学激光雷达大气遥测中心研究平台,在分析Mie散射激光雷达回波信号特点的基础上,选用日本滨松公司的光电倍增管和四川拓普的12位高精度A/D数据采集卡,设计制作了外触发电路,与PC机一同组成数据采集的硬件系统。基于数据采集卡的硬件特性和应用函数库,使用LabVIEW软件平台,完成激光雷达数据的高精度高速采集系统的软件设计。优化激光雷达回波信号的原有实时处理算法,研发基于LabVIEW平台的大气消光系数反演算法的数据分析处理软件,使用线性差值法对雷达回波信号的离散数据进行差值算法处理,开发了基于C++Builder的数据可视化软件,实现了数据的可视化。经实验验证,设计完成的激光雷达高精度高速数据采集系统对回波信号的量化数位达到12bit,采集速度可以达到50MSPS,空间极限分辨率可以达到3m,该采集系统也可应用于其他类型的激光雷达。