传统激光雷达采取线性探测,能够对地形进行高精度、高效率、无盲区测量,它能满足海陆大动态范围探测需求,但是存在能量消耗大、海洋测深能力不足等问题。单光子计数激光雷达回波能量要求低,在海洋测深上具有很大潜力,但是其动态探测范围不足,缺少地形识别能力。本文提出双体制（线性/单光子计数）激光雷达设想,综合两种探测体制的优势并克服上述不足,满足陆地和海洋多场景的探测需求。依据探测场景和探测特点,本文首先对双体制激光雷达建立线性探测陆地模型、线性海洋探测模型和海洋单光子探测模型。分析双体制探测关键参数,评估其对海陆地形探测的适用性。随后,本文对激光雷达回波信号开展研究,按类别分析激光雷达回波信号特点。针对陆地信号,利用高斯拟合,完成陆地高程信息探测;针对海洋信号,滤除水体后向散射噪声和峰值提取,确定海表和海底位置,实现海洋深度探测,完成回波处理软件设计。最后,本文搭建一套简易激光雷达探测装置,开展水池实验。依据水池实验结果和其他公开的激光雷达海陆地形实测数据,开展回波处理工作,验证了回波算法稳定性和准确性。论文主要创新点包括:（1）提出激光雷达双体制探测思路,有效降低了激光雷达发射功率,更好满足海陆大动态范围测量,适用探测场景更加广泛,海洋探测相对更深;（2）对激光雷达回波信号处理流程进行研究,完成软件设计;对回波分类和峰值提取,做出了创新和改进;（3）开展了单光子信号噪声滤除、海洋深度探测等方面研究,在国内较早尝试将单光子信号处理技术用于海洋探测。