当前,激光雷达技术已广泛运用于诸多领域,成为目标数据获取的新工具,新手段。评价激光雷达性能的一个主要参数是测量精度,而影响激光雷达测量精度的因素存在于三个方面,包括激光发射系统、回波信号接收系统以及外界影响因素。为了提高脉冲激光测量的精度,本文定位于回波信号的接收误差消除,研究接收通道中高精度信号的处理,致力于传统激光雷达接收通道中信号处理技术的革新,最终提高激光雷达应用性能。论文首先回顾和总结了国内外脉冲激光雷达技术发展的现状,接着展开对激光雷达工作原理的详细介绍。论文详细介绍了激光雷达的系统组成、测距原理以及脉冲距离方程。然后详细说明了脉冲激光雷达接收通道的工作机制,分别从前端放大调理电路、时刻鉴别、时间间隔测量等三个信号处理步骤罗列出相关技术方案,并比较了每一个处理阶段中多种技术的优劣。最后,在总结了接收通道信号处理中存在的一系列缺陷后,分别在以上三个接收信号处理步骤中提出了相应的解决方案并实现。在技术方案实施过程中通过仿真实验来验证理论和技术可行性,进而设计实际电路并实验,使方案更加严谨可靠。结果表明,通过新的技术方案有效降低了接收信号时间误差,提高了激光雷达测量精度。文章首先针对传统时刻鉴别技术中存在的较大漂移误差,提出了三阶高通滤波时刻鉴别法,这是基于传统的一阶高通容阻法的基础上增加信号微分操作。三阶高通滤波法将回波信号进行三次微分处理,使回波信号的上升沿生成三次峰值点,从而使定时点两次前移,达到时刻鉴别误差的压缩,提高测量精度。接着,结合接收通道中前置放大和传统上升沿时刻鉴别的优缺点,提出高阶放大-拟合法来实现定时点的获取。该方法通过固定比较器阈值,将回波信号放大不同的倍数,从而产生一系列定时点。根据放大系数、定时点以及不同放大输出信号的幅值建立模型,拟合出三者之间的关系函数,并计算出最小漂移误差。最后,提出模拟-拟合法,即将时间间隔测量转换为电容充电的形式来拟合时间间隔。模拟-拟合法的时间间隔测量中,通过激光脉冲的起始和停止信号来控制电容充电,并对充电电容电量变化曲线进行采样拟合,根据拟合时间-幅值函数模型来计算实际脉冲飞行时间间隔。通过对提出的三种激光雷达回波信号接收误差高精度硬件处理技术的理论分析,并建立模拟仿真实验,仿真结果证明了理论的成立。同时还设计了实际电路模块并测试,实验结果表明,三种方案相较于传统方法对误差减小具有明显的效果,证明了所提方法的有效性和可靠性。