沙氏大气激光雷达是近几年快速发展的一种大气环境监测技术。沙氏大气激光雷达技术以高功率、连续波二极管激光器作光源,使用图像传感器作为探测器,具有设备成本低、体积小等特点,解决了脉冲式激光雷达系统光源所带来的高成本、结构复杂、维护难度高等难题,因此在大气探测领域研究具有广阔的应用前景。典型沙氏大气激光雷达包括高功率激光二极管、折射式天文望远镜、牛顿反射式望远镜、图像传感器、系统控制软件组成。其中,优秀的系统控制软件是整个激光雷达系统的核心组成部分,在系统的高效运行中起着重要作用。根据沙氏大气激光雷达系统实际需求,本文设计并实现了系统控制软件,建立了高度集成的软件平台,为后期激光雷达功能的扩展提供系统性的解决方案。本文主要工作内容如下:第一:为了解决沙氏大气激光雷达系统扩展性问题,本文设计了工业相机、激光器驱动、温度控制器与主程序三大块交互接口,并在接口约束下实现了各自的控制程序。第二:针对沙氏大气激光雷达系统实时处理数据要求,本文采用QtConcurrent并发技术执行数据处理,“QFutrue+QMutex”协调线程并发,QT信号槽机制进行多线程间消息传递,QThreadPool线程池技术管理并发线程,设计了多线程并发处理数据方案。在部分数据处理量大的阶段,本文采用C++AMP技术,利用GPU进行并行计算,组成“CPU+GPU”异构计算系统,提高数据处理速度。此外,为了减少数据中值处理的时间,加入了BFPRT算法。第三:根据沙氏大气激光雷达系统工作原理与测量流程,本文设计了沙氏大气激光雷达系统控制软件。依据沙氏大气激光雷达系统的距离与信号转换原理,实现该系统像素与距离校准功能以及多通道探测功能。此外,本文采用Qcustomplot第三方图表绘制开源库,实现多条曲线图、色度图以及丰富的图表操作,并提供日志记录、数据保存、配置文件等系统辅助功能。第四:设计了软件测试方案,对软件进行了功能测试,达到了沙氏大气激光雷达系统实验研究的设计要求。