飞机尾涡的扰动是强烈且不规则的,这对航空安全产生重要的影响。通过激光雷达对飞机尾涡进行探测研究,在一定程度上可以控制和规避尾涡对航空安全的影响。论文以此为基础,研究了尾涡的激光雷达探测方式,尾涡的特征参数计算和激光雷达探测优化等问题。首先,设计了基于激光雷达的动态尾涡特征参数的计算方法。从飞机尾涡的物理模型入手,通过分析尾涡的速度场与激光雷达探测结果,得到静态尾涡的特征参数计算方法。而后进一步研究尾涡运动特性,设计出基于激光雷达的动态尾涡特征参数的计算方法。提高算法计算精度,能更准确的计算尾涡特征参数。然后,对激光雷达的摆放位置进行优化。通过仿真计算的方法,分析了激光雷达摆放的横向、纵向位置对探测精度的影响。在此基础上分析了机型对激光雷达最优摆放位置的影响,并且收集机场的降落的机型及机型占比,设计适合该机场的激光雷达布局方案。最后,通过在机场进行尾涡探测实验验证算法的准确性。在机场跑道周围摆放激光雷达并进行尾涡探测实验,优化尾涡涡核的确定方式,并且修正涡核位置,利用修正后的数据计算尾涡环量,提高了算法的准确性。本文提出的基于激光雷达的动态尾涡特征参数计算方法可以有效的通过激光雷达探测数据反演尾涡特征参数。并且通过对激光雷达布局的优化提高算法精度,通过探测实验数据修正算法,进一步提高准确性。