大气温度是大气气象研究中一个最重要的参量,探测和获取高精度的大气温度一直是大气探测的重要科研方向。当前在大气测温技术领域,激光雷达大气测温,具有实时性好、探测灵敏度高和时空分辨率好等优点,并且可连续地进行高空间分辨率大气温度垂直剖面遥感探测,成为一个新的研究热点。　　目前针对中高层大气温度探测的共振散射激光雷达和瑞利激光雷达已经有应用报道。由于低空大气中存在大量的气溶胶会产生很强烈的米氏散射信号干扰,严重影响了激光雷达的测量,因此低空大气温度探测存在测量精度不足的缺陷。与此同时,具有高精度测温能力的拉曼激光雷达可以用于探测0-11km低空大气的温度,但是拉曼散射信号的强度相对于米氏散射和瑞利散射要小3～4个数量级,为实现准确的测量需要较大的激光能量、接收望远镜系统和高精度高效率的分光器。这就造成了该方法测温的费用昂贵、成本较高,因此其使用范围受到极大限制。　　针对目前共振散射激光雷达和瑞利激光雷达测温精度不足,以及拉曼激光雷达成本高的情况,文章引入了一种通过测量大气瑞利-布里渊散射谱的半高线宽实现对低空大气温度的实时探测的方法。该方法是一种频域测量法。由于米氏散射的半高线宽很窄,通常只有几十MHz,而瑞利-布里渊散射谱的半高线宽大约在1GHz左右,远大于米氏散射谱的半高线宽,因此该方法可以在频域上有效的滤除气溶胶产生的米氏散射干扰。另外,该方法只需用普通瑞利激光雷达即可实现温度的测量,大大降低了测量成本。　　文中首先以大气光学特性为理论背景,针对大气中的瑞利-布里渊散射特性展开研究。介绍了利用瑞利-布里渊激光雷达测量大气温度的基本思想和原理。然后分别验证和分析了在等压和实际大气环境下,大气瑞利-布里渊散射谱的半高线宽与大气温度的平方根之间的线性关系。结果表明,两种情况下二者的关系都较为符合线性,并拟合出了二者线性关系的最佳经验公式。而后进行的误差计算和分析表明,该测量方法的最大绝对误差小于2K,而由线宽测量所造成的间接误差大约在0.11K左右。从而在理论上验证了该方法的可行性和有效性。最后,设计了一套用于测量大气温度的瑞利-布里渊激光雷达系统,并对组成系统的各个部分进行了详细阐述。