大气探测激光雷达发射激光脉冲,接收云、气溶胶和大气分子产生的后向散射回波信号,是国际公认的测量气溶胶以及薄卷云垂直分布的最佳手段。随着我国地基激光雷达技术的稳步发展,激光器、鉴频器等关键器件的工艺水平显著提高,目前正开展星载多波长高谱分辨率“风场-气溶胶-云”联合探测激光雷达的研制。星载大气探测激光雷达回波信号和环境噪声的模拟为寻求系统更优的探测能力以及使进入回波信号的噪声达到最小提供理论依据。本文在建立星载激光雷达回波信号仿真器的基础上分析大气成分（大气分子和气溶胶）对回波信号的影响以及在不同的卫星过境时间下引入回波信号的太阳噪声大小。主要工作分为以下两个方面:（1）建立一个大气探测激光雷达仿真器并结合逐线积分辐射传输模式LBLRTM（Line-by-line Radiative Transfer Model）模拟了大气分子（包括H₂O、CO₂和O₃）和六种气溶胶（包括清洁大陆型、清洁海洋型、沙尘型、污染大陆型、污染沙尘型、烟尘型）对四个典型激光雷达通道（包括355nm、532nm、1064nm和2051nm）回波信号的影响。结果表明:在2051nm波长处的CO₂的透过率接近0,而H₂O和O₃的透过率均为100%,2051nm通道适合于CO₂的反演。而在2051.6nm波长处,CO₂和H₂O的透过率都为0.5左右,可同时对CO₂和H₂O进行探测,另外该波长的多普勒回波信号也适用于风场的反演。因此我们将2051nm通道的中心波长定为2051.6可以获得最多的信息。通过对回波信号信噪比的分析,得出随波长的增大,探测范围的上限高度和下限高度都在降低。355nm通道在从气溶胶层顶到大约25km的大气层中具有较高的信噪比,而2051.6nm通道则在气溶胶层具有更高的信噪比。这说明运用355nm和2051.6nm双通道联合探测模式的多普勒星载激光雷达系统可以反演从0-25km范围的大气风场廓线。（2）通过STK（Satellite Tool Kit）模拟不同卫星过境时间的卫星星下点轨迹计算出相应的太阳角度,结合LBLRTM对不同过境时间的太阳辐照度进行模拟,计算出太阳光背景噪声。分析太阳辐射噪声的分布特征以及不同过境时间反射太阳辐射噪声对回波信号的影响。结果表明:太阳天顶角的分布存在明显的季节性差异,一月和七月比四月和十月具有更小的太阳天顶角。400km和705km轨道高度分别选择22:30和13:30的卫星过境时间,激光雷达回波信号中引入的太阳光背景噪声最小。