本发明提出了一种基于多尺度假设检验的大气层次检测方法。本发明若应用于星载激光雷达，首先计算衰减散射比和衰减散射比信号噪声；设置一个固定大小为n的一维滑动窗口，根据泊松分布，或者高斯分布，或者伯努利分布判断窗口的中心点是否属于层次点，进一步通过滑动窗口对整条衰减散射比信号进行检测；之后舍弃部分不合理层次检测结果；最终得到这一大小窗口对应的层次检测结果。设置大小递增的多个一维滑动窗口，引入多尺度联合机制来融合每个尺度的优势以提高检测能力。本发明对层次更加敏感，能够在高水平分辨率下检测出更多的层次，检测结果完整合理，误检测更少，且该方法同时适用于地基和星载激光雷达信号处理。