在过去40年间,脉冲相干测风激光雷达（PCDWL）得到了快速的发展并被应用于各个领域,比如风力发电优化、航空安全监测、城市污染监测、大气波动研究以及天气预报模式的修正等。中科大激光雷达研究团队自2017年研制出首台同时监测偏振和大气风场的雷达以来,技术不断积累进步,先后完成了南宁吴圩机场民航安全保障、巢湖风力发电功率评估、70年国庆朱日和阅兵仪式气象保障以及合肥、济南、杭州等多地污染监测等任务,并且发挥了非常重要的作用。然而在实际应用中发现存在着两个方面的问题,一是远视场位置的弱信号风场提取算法仍然存在不足;二是在一些特殊的场景下比如直升机复杂地形下的起降保障等方面空间分辨率不足。为了解决这两个方面的问题,本文开展了软件算法和新体制相干测风激光雷达研发两个方面的研究,从而有效实现了看得更远、看的更细的目标。主要工作如下:（1）风场反演算法的研究风场的反演包括径向风速的反演及其风廓线的反演。根据不同的应用需求我们提出了三种不同的算法。一是常规雷达的径向风速反演,我们基于风场连续性假设提出了一种自适应的拟合算法,该算法以信噪比较强的拟合风速的统计学参数为基础结合风场连续性假设有效解决了风场探测不连续的问题。二是基于粒子群算法原理的VAD风速反演算法。与常规的直接正弦拟合（DSWF）和滤波正弦拟合（FSWF）相比该算法有效利用了相邻探测的径向风速的几何关系,通过累积功率谱增加信噪比,明显提升了反演的距离。三是提出了一种基于高斯曲线偶数阶导数性质的拟合算法,即偶阶导锐化寻峰技术。该算法通过锐化放大不确定噪声信号的强度,精准的获取该噪声信号的频率、展宽等,在拟合时有效剔除噪声信号的影响,从而获取更精确的风速。该算法与常规的单高斯拟合算法相比在3米分辨率激光雷达风速反演上更加稳健。（2）米级和分秒级分辨率相干测风机关雷达研究及应用为了实现看的更细的目标,我们研制了一台基于1.5 μm波长的3米分辨率相干测风激光雷达。该雷达盲区小、时空分辨率高、人眼安全、移动便捷,可以应用于一些特殊的环境,如舰载机起降保障、海雾生消动力学研究等。我们主要完成了三个方面的工作,首先根据应用场景确定关键技术指标,根据技术指标对系统进行配置优化选型并实现了数据的实时处理。其次对新设备进行了性能测试,通过三个实验完成了对标、复杂情况下的常规风场探测以及超精细结构的探测。通过对比,验证了当时间分辨率为10 s时雷达的测量精度在0.5 m/s以内,符合设计要求。超精细风场的探测方面,我们获得了到目前为止最高时空分辨率的风场结构,观测到了高铁尾流中约2Hz频率的脱涡结构。最后,为了验证设备探测风场的空间结构的精确性,我们还进行了计算流体动力学模拟,结果表明观测的精细结构与模拟的风场结构吻合度非常好。高时空分辨率、较小的盲区、稳定的性能、较好的便携性可以让这部雷达具有良好的应用前景,比如风力发电机组的部署位置的评估、海雾监测、舰载机起降期间风场监测、城市污染排放监测及预报等。