激光雷达的探测能力很强，尤其表现在对地形以及植被空间结构方面，而且它的成像机理和被动光学遥感有着显著的差异。同时，高分辨时间间隔测量技术无论是在电信通讯还是国防航天领域，都有着至关重要的地位。中国科学院上海技术物理研究所与嘉兴市政府合作的科技计划项目支持开展小型化机载激光雷达的研制，本课题依托该项目对机载激光雷达的探测技术进行研究，搭建了一个高分辨率多通道信息获取系统，为森林参数的定量测量和反演以及城市激光遥感的应用提供技术基础。论文根据机载激光雷达的总体系统框架，首先基于跨阻放大电路、压控放大电路和差分接收放大电路设计了激光回波的探测电路。然后对回波的探测信号进行时刻鉴别，论文采用恒比定时时刻鉴别避免了传统固定门限鉴别产生的距离行走现象。最后介绍了插值法和抽头延迟线的原理，设计了基于FPGA利用抽头延迟线法实现时间间隔测量的方案，给出了FPGA进位链、时钟系统以及译码器模块等关键技术的设计。根据前述电路模块的设计，本课题搭建了基于FPGA直接实现时间间隔测量的系统，该系统经过实验室测试，具有较高的分辨率和多通道测量能力，测时精度为60~80ps，与国内外研制的机载激光雷达单路测时系统相当，并且能够实现多达50路的多通道时间间隔测量，具有很高的集成度，因此拥有广阔的应用前景。