二氧化碳是大气中含量最多的温室气体，由于大气CO2具有背景浓度高变化量小的特点，精确监测二氧化碳含量具有重要的意义。目前检测二氧化碳含量主要是地面定点采样，用于二氧化碳空间分布测量的仪器较少。拉曼激光雷达具有高时空分辨率，可以实现低对流层大气二氧化碳的垂直和水平分布测量。论文对自行研制的激光雷达系统软件编程和观测实验进行了详细的研究，并对系统定标方法以及测量结果的可靠性进行了分析。　　论文主要内容分为两个部分。　　第一部分对大气二氧化碳的特性，研究方法和进展进行了综述。　　第二部分是本论文的研究重点。首先，对自行研制的二氧化碳拉曼激光雷达系统软件进行完善，结合采集单元的光子计数卡重新设计了采集软件，基本实现了实验探测自动化。其次，根据拉曼激光雷达探测二氧化碳理论讨论了数据处理方法中的几个问题。结合数据处理理论编写了数据处理程序，实现了数据批处理。分析了拉曼激光雷达探测二氧化碳的不确定性，结果表明信号起伏的不确定度随着探测距离增加而变大，随着积累激光脉冲数量的增加而变小。在1km高度激光雷达信号起伏引起的探测结果不确定度为2％，大气衰减引起的不确定度很小，在3km的高度小于0.5％，由系统定标常数带来的误差约为0.8ppm。再次，利用两台实验相互验证过的二氧化碳分析仪对二氧化碳激光雷达的可靠性进行了实验验证，激光雷达在近端和远端测量到的二氧化碳的变化趋势分别和两台分析仪一致，激光雷达近端数据平均值和二氧化碳分析仪平均值相差0.8ppm，激光雷达远端数据平均值和二氧化碳分析仪平均值相差3.51ppm，验证了激光雷达探测和反演大气二氧化碳的可靠性。最后，利用激光雷达数据分析了大气二氧化碳在垂直和水平方向上的分布。利用二氧化碳分析仪数据分析了合肥地区地面二氧化碳日变化和季节变化特征。