激光雷达以其工作频率高、波束窄、分辨率高、非接触测量等一系列优异性能和特点,在高精度距离测量方面具有明显的技术优势。激光雷达分为相干和非相干两种体制,对不同的应用和测量要求来说,这两种体制各有优缺点,并且可以相互补充。相干激光雷达探测灵敏度接近于量子噪声极限,具有较高的信噪比,与直接探测相比需要较低的激光发射功率。但与相干探测雷达日渐精进的测速测距能力不匹配的是,其至今仍未发展出一种对目标的精确定位能力。因此,本文尝试使用光斑定位中常用的一种方法——四象限探测法对相干激光雷达的信号光回波光斑进行定位。主要工作内容如下:首先,介绍了课题研究背景及意义,国内外在激光雷达的研究现状及分析,主要研究内容及结构安排。其次,对四象限探测器的原理以及相干探测的原理进行了分析。介绍了四象限探测的基本解调算法-加减算法,以及光斑尺寸、探测器噪声和四象限探测器死区对四象限探测的精度影响。并分析相干探测的基本原理及其信噪比,与直接探测的方式进行了简单的比较。然后,对基于相干探测的四象限探测系统光学接收部分与光斑位置数据检测与处理部分做出了设计。提出了将光电探测器转换为耦合透镜的思路,进行了建模与仿真,分析了该系统的视场范围,与传统的直接使用四象限探测器的方式解调光斑位置进行了对比后得出了该系统可以有效进行光斑位置检测的结论。此外,由雷达方程对接收回波信号强度进行了估算,并利用估算数据讨论了后续的I/V转换、电压放大及电压信号处理过程,对基本放大电路做出了简单的设计。最后,搭建了验证性实验的光路,通过测量出光光束的发散角以及绘制示波器电压-出光位置与透镜阵列距离曲线计算出系统视场,得到了与仿真接近的结果。引入本振光产生拍频信号后,对其进行了频谱分析,并使用加减算法对光斑位置进行了解调,验证了该系统对光斑位置标定的可行性。