能见度和天气现象是两个重要的气象观测要素，为天气预报、气象信息、气候分析、科学研究和气象服务提供重要的依据。能见度测量技术天气现象观测技术目前还处于初级阶段，海港、公路交通和大多数军用、民用机场所使用的能见度测量仪器基本上都是国外产品，大部分气象台站能见度和天气现象的观测还依赖于准确性低、客观性差的人工观测方法，难以满足气象观测的需要。随着自动化程度的不断提高，能见度和天气现象由目测改为仪器观测已经是大势所趋。 围绕对能见度和天气现象两个气象要素同时测量的问题，本论文在深入研究国内外能见度和天气现象监测理论和技术基础上，提出一种单发-双收的能见度/天气现象监测（Visibility and Present Weather Sensor，VPWS）模型，并完成以下工作： 1．详细研究了气溶胶消光理论，推导和建立了VPWS单发-双收系统中能见度测量的数学模型。该模型由于引入天气现象识别通道的直流量作为参考，从计算公式中消除了光学镜头污染项的影响。 2．利用运动粒子通过光束时引起的光闪烁效应，建立和构成了VPWS单发-双收系统中的天气现象识别通道，并推导出天气现象信号的理论提取方法。 3．完成了VPWS单发-双收测量系统的全部设计和研制工作。包括系统总体设计、机械结构设计、光学设计、电路硬件设计和软件设计，形成一台VPWS监测仪。 4．光学设计和电路设计中分别采用滤光器和锁相接收技术抑制噪声，提高了系统的信噪比。 5．对VPWS监测仪进行光路调试和电路调试，完成初步的能见度测量实验。