云探测在监测大气情况、维持大气辐射收支平衡以及分析水汽循环等领域有着相当重要的应用。近年来,大气激光雷达系统的发展为云探测提供了有效手段,本文总结了以往基于激光雷达的云高探测方法和经验,研制了一套激光雷达云检测系统并设计了配套的信号处理算法及软件。在实际测量时,获取到的激光雷达信号比较微弱,容易受到各类噪声的影响,使得探测距离无法达到预期效果,反演的云层高度准确率较低。针对上述问题,本文的研究内容如下:1、本文依据激光雷达大气探测原理,研制了低成本、小型化、用户体验良好的激光雷达云探测系统。该系统采用了发射系统和接收系统同轴的光路设计,使用新型光学器件搭建了结构紧凑的低成本小型激光雷达,便于实现移动探测。为了使设备具有更好的交互能力,本文利用Lab VIEW平台为硬件系统设计了配套软件。2、为解决激光雷达回波信号微弱的难题,重点分析回波信号特点以及噪声的主要来源。针对传统算法端点效应和模态混叠的缺陷,本文结合局域均值分解和改进的阈值法,提出了一种新型激光雷达信号降噪方法（LMD-ITM）。该算法通过计算分量函数序列（PFs）与回波信号的相关性系数以及能量熵,来判断分量是否保留。在阈值降噪算法的基础上,改进了阈值函数和调整因子,实现了自适应有效滤波,进一步提取了高频信号中难以分离的有效信息。3、在真实大气环境中进行了测量实验,来验证本系统的探测能力。实验结果表明本文所提出算法的信噪比相较于传统算法提升了15%,有效探测距离延伸了2km。本文根据前后时段的大气情况,通过设定相应的阈值,改进了微分零交叉法,可以准确计算出云底高度,此结果证明了本激光雷达系统和所提出方法的合理性和有效性。