1、近年來，激光雷達技術飛速發(fā)展，在數字化城市、建筑測繪、文物復原、防撞和導航等領域已展現出良好的應用前景，但是現有相關報道主要側重于技術開發(fā)和應用，對潛在基礎理論問題的研究涉及較少。本論文從理論和實驗上研究了激光雷達的測距統(tǒng)計特性及其距離成像的像質評價問題，取得的主要研究成果有:
　　 結合飛行時間測距原理，推導了恒閾值和峰值探測兩種信號鑒別方式下測距數據的概率密度分布，得到的解析解分別為噪聲統(tǒng)計分布與脈沖回波一階導數的乘積和微分

2、噪聲統(tǒng)計分布與脈沖回波二階導數的乘積，建立了測距數據概率密度分布與脈沖回波波形和噪聲分布的依賴關系。
　　 建立了激光雷達飛行時間測距過程的數字化仿真模型。該模型能夠考慮激光發(fā)射脈沖形狀、目標特征、噪聲統(tǒng)計特性及其系統(tǒng)帶寬等因素的影響，為研究激光雷達測距數據統(tǒng)計分布提供了有效手段。在Matlab環(huán)境下編寫了仿真程序，通過大量數值仿真研究了激光回波和噪聲參數等對激光雷達測距數據離散分布的影響，并且與解析解進行了對比和分析，給出了不

3、同條件下激光雷達測距數據的統(tǒng)計規(guī)律，為系統(tǒng)優(yōu)化設計和距離像評價奠定了基礎。
　　 建立了高重頻二極管激光雷達的實驗裝置，該裝置能靈活改變激光發(fā)射功率、發(fā)射脈寬等系統(tǒng)參量;同時編制了測距數據統(tǒng)計分析程序。通過定點測距研究了激光回波和噪聲參數對激光雷達測距分布的影響，實驗結果與解析解以及仿真計算結果吻合較好。在激光雷達測距統(tǒng)計特征研究的基礎上，提出了“距離噪聲”的概念，并引入“距離均方誤差”和“距離峰值信噪比”來評價激光雷達距離成像