随着社会的发展，人类对信息捕获的要求不断提高，基于APD阵列光电探测器的阵列无扫描三维成像激光雷达，可以对目标的距离-角度-角度信息进行探测，直观地描绘出目标的三维轮廓，使信息的获取更为快捷、直观和准确，目前被广泛应用于军事侦查制导、医疗影像、城市规划等多种领域。激光雷达的性能参数决定了其成像的质量，而探测精度的均匀性是阵列激光雷达性能参数的关键指标，为了提高成像质量，文章讨论了非均匀性对阵列APD激光雷达系统性能的影响并提出了矫正方案。文章从原理上设计了阵列APD无扫描激光雷达系统，并详细介绍了系统结构和工作原理，分析了阵列APD探测器的噪声特性。从广义惠更斯菲涅耳衍射理论出发，阐述了发射系统中达曼光栅的分光原理，对点阵光束的传输特性进行了研究，得出衍射光栅产生的点阵光斑存在盲区的结论。从阵列APD探测器的响应特性出发，对阵列APD激光雷达探测的均匀性进行了分析。分析表明，阵列APD激光雷达系统的非均匀性主要来自光学系统和阵列探测器两个方面。光学系统使得阵列APD探测器接收到的光照度是非均匀分布的；阵列APD探测器增益存在着不均匀性，直接导致了探测器对回波信号响应的不均匀；不同探测器像元不同时刻对回波信号的响应存在差别，导致了阵列APD激光雷达时间响应的不均匀性。结合阵列APD的激光雷达方程以及探测器光电响应特性，推得非均匀性将导致激光雷达系统强度像的失真。通过研究计时精度和系统信噪比SNR对激光雷达测距精度的影响，得出了阵列激光雷达距离像同样会受到系统非均匀性影响的结论。综合以上的研究，提出了利用变增益法以及图像滤波法来对阵列激光雷达系统距离像和强度像的非均匀性做矫正的方案，仿真结果显示，经矫正后系统所获得信号强度值与距离探测精度的均匀性有了很大的提高。最后，根据现有的条件做了阵列APD激光雷达测距的实验研究，实验结果验证了阵列激光雷达系统增益非均匀性的存在，同时证明测距精度的均匀性受到增益的影响，为阵列APD无扫描激光雷达系统探测非均匀性的研究提供了实验依据。