通过调整模块的工作参数,提出了一种对距离选通成像系统性能进行在线优化的方法。将眼图参数视为一个随系统可调参数变化的随机变量,采用高斯过程回归方法拟合此变化关系,并在学习过程中引入参数优化步骤,从而在更快速地从高维参数空间中学习到随机过程变化特征的同时优化系统参数。实验结果表明:所提方法可在线优化系统参数配置,提高距离分辨能力,揭示模块参数配置对距离分辨能力的影响,可为成像系统的设计提供一定依据。

激光能见度仪用于测量大气能见度,激光回波信号时间测量误差是影响能见度测量精度的重要因素,采用多模式高分辨率时间数字转换器解决了激光回波时间间隔数字化精度问题。在介绍时间数字转换器应用于测量不同范围时间间隔的基础上,设计了一种用于高精度多分辨率测量电路。通过实验验证,不仅短距离测量精度能达到厘米级,远距离测量精度也在米级,测量误差均小于20%,能够满足能见度测量对精度和实时性的要求。

通过参数估计方法对条纹管成像激光雷达的距离分辨率进行了研究，利用数理统计理论分析了距离分辨率的Cramer-Rao下限(CRLB,fCRLB)。研究了条纹管激光雷达回波信号统计模型，推导出了条纹管成像激光雷达距离分辨率的fCRLB计算公式，分析了fCRLB随距离间隔的变化关系，利用fCRLB对条纹管激光雷达的距离分辨率的影响因素进行了研究。结果表明，距离分辨率的fCRLB随着目标距离间隔的增加而减小，提高回波信号的信噪比和条纹管的扫描速度都可以减小距离间隔估计方差的fCRLB，从而提高成像系统距离分辨率;针对特定的条纹管扫描速度，存在最佳激光脉冲发射宽度，使得系统距离分辨率达到最高。

基于激光水下爆炸的声探测技术,设计了激光声水下目标探测器。对激光水下爆炸声源的产生机理进行研究,并开展水下探测器发射声信号检测的实验。实验结果表明: 强脉冲激光聚焦于水介质产生爆炸性球面声源,探测器内部的声反射面将球面声信号转变为高指向性的平面波信号。通过对探测器的发射信号和接收的目标回波信号进行数值计算，得到探测器发射信号具有波束指向性窄、距离分辨力高和探测距离远等特点，满足水下目标探测的应用需求。

直接利用雷达高分辨一维距离像或是提取一维像单一特征进行目标识别难以取得理想效果。为了更好地反映雷达目标本身的物理特性，提高雷达目标识别率，对雷达目标高分辨一维距离像的频谱幅度、能量聚集区长度、散射中心数目和中心矩特征进行提取并构成多特征向量，描述雷达目标高分辨一维距离像频域、能量等物理特性，采用主成分分析方法进行特征维数压缩，基于支持向量机的方法进行分类识别，从而提出一种基于多特征提取的雷达目标识别方法。实验结果表明，采用该多特征提取方法进行雷达目标识别有助于提高识别率和减少分类时间。

FMCW雷达具有大的时宽带宽积，可达到较高的测距精度，但由于压控振荡器等器件非线性的存在，使测距精度大大降低。通过理论分析这一非线性对用于测距的差频信号频谱的影响，结合直接采集和实测相应的差频信号，确定非线性误差的来源和频率范围。采用模拟窄带滤波，降低扰频信号干扰，并通过实验测量，验证了利用该方法可以达到提高测距精度的效果。

可调谐激光器产生的非线性啁啾相位误差会降低合成孔径激光成像雷达(SAIL)的距离向分辨率。已有的补偿算法中使用的相移公式存在估算误差,外差脉冲补偿方法也存在补偿误差。由理论推导得到适合于实际有限数据的相移公式,对理想相移公式产生估算误差的物理原因进行了分析。建立了条带扫描模式下星载SAIL的计算机仿真模型,并对两个相移公式的估算误差、整体补偿和逐一扫描滤波补偿两种方法的补偿误差进行了模拟。仿真结果验证了理论推导结论。最后,给出了减少SAIL非线性啁啾补偿算法中估算误差和补偿误差的方法。

基于计算机层析投影成像原理,提出了非相干合成孔径激光成像雷达(SAIL)概念以及体系结构和算法,给出了详细的原理说明和数学分析,特点是信号收集和数据处理的技术难度低。该激光雷达包含三种工作模式即传统的聚束模式,逆聚束模式和层析聚束模式,具有两种传感方式即距离分辨成像和多普勒频移成像,提供多种维度变换成像,不仅可用于平面目标的距离或多普勒分辨二维成像,也可实施三维物体的距离分辨三维层析成像以及深度压缩的距离分辨和多普勒分辨二维成像。该雷达结构简单且具有操作多样性,扩展了合成孔径激光成像雷达的应用范围。

远距离激光成像雷达在**侦察和空间监视等领域应用广泛。介绍了几种不同类型远距离激光成像雷达的基本原理，给出几种不同类型的远距离激光成像雷达，并指出了激光成像雷达的发展趋势。

现有非扫描激光雷达阵列探测器的信噪比较低, 影响到系统的距离分辨率, 详细分析了阵列探测器的噪声特性, 得出了噪声满足各态历经性的重要结论, 并指出在输入信号相同的条件下, 可以通过空域积累代替时域积累的方法提高距离探测器的信噪比。并根据前述结论针对非扫描激光雷达/电视复合成像系统, 提出一种采用改进邻域平均的图像处理方法提高非扫描激光雷达系统距离分辨率的图像处理方法, 并应用于实际系统, 结果表明该方法能够有效提高非扫描激光雷达系统距离分辨率。