大气二氧化氮(NO2)是影响大气环境质量的污染物。工业的快速发展,汽车保有量的增加和生物质的燃烧等是大气NO2的排放源,对居住在地球表面的人类健康有重要影响。研究差分吸收激光雷达主动遥测大气NO2技术,准确可靠地探测近地面NO2分布,在气候变化、环境保护、环保执法等领域具重要学术意义和应用价值。本论文论述了大气中二氧化氮的性质以及在大气中分布的基本特点,对差分吸收激光雷达探测气体成份原理进行了介绍;结合探测指标,论文仿真了基于染料激光探测大气NO2的回波信号,设计了以固体激光器泵浦染料激光器的方式来产生探测所需的波长和能量;研制了测量大气NO2的差分吸收激光雷达系统,解决了系统中与SO2通道的多光束合束发射、多波长回波信号区分等问题;编写了数据反演软件,充分发挥差分吸收激光雷达多波长、可调谐的特点,采用多波长联合反演算法来修正气溶胶的影响;在合肥、淮南和羊八井等地对实际大气NO2的水平和垂直分布进行了实验观测,获得和分析了实验观测数据,与官方发布的大气NO2数据进行对比分析,两者数据吻合较好,验证了 NO2观测数据的有效性;最后分析了系统探测大气NO2的测量精度和误差。观测实验结果表明:NO2差分吸收激光雷达系统观测的大气NO2空间分辨率15米、有效距离远达3km和测量精度±5ppb,系统稳定可靠。