针对传统的二次混频式激光测距仪鉴相精度不高，难于消除系统误差等问题，提出了正交混频相位激光测距法，利用成熟的正交调制技术进行激光光强的幅度调制，提高了基于二次混频原理的激光测距仪的鉴相精度，并且通过改变低频信号相位来获得两个相对很小的频差，易于消除系统附加相移，大大简化了二次混频式激光测距仪的硬件设计。详细阐述了基于正交混频相位测距方法的激光测距原型机设计要点。系统原型机设计方案采用了集成度很高的正交调制芯片完成，结构紧凑没有冗余元件。原型机实验精度达到±1.52 mm，在62.5 MHz频点下测相精度达到0.042°，并且可以很方便地通过加入多频调制的方法大大提高测量距离，是采用二次混频法进行相位激光测距的优秀解决方案。