激光散斑测量技术具有非接触无损伤、实时性好等诸多优点,是目前检测技术的理论和应用研究的热点。激光散斑携带的散射体的信息是进行目标探测、识别、特征分析、以及微运动检测的重要依据。本文从粗糙体散射观察面上散斑场理论出发,分别数值分析了后向和双站接收的散射自旋目标动态散斑统计特性,提出了锥动目标激光散斑时间-空间统计特性。研究了材料、表面粗糙度、尺寸、速度、视线角和进动角等因素对动态散斑时间统计特性的影响。论文的主要成果如下:1.根据了粗糙目标散斑形成机理,以及粗糙度的定义以及检测技术,研究了激光光照射下运动粗糙目标的激光多普勒特性,给出了旋转对称目标的多普勒频移的理论公式,分析了动态散斑与多普勒效应在测量目标运动速度上的相关性。2.基于远区观察面散斑场理论,研究了后向散射和双站散射自旋粗糙目标动态散斑统计特性,严格推导了后向散射和双站散射自旋目标动态散斑时间相关函数的解析表达式。3.研究旋转目标动态散斑时序图测量方法,设计并搭建了多运动姿态目标动态激光散斑测量光路。设计了五种尺寸规格、四种表面粗糙度和三种材料类型的圆柱体和圆锥体目标,并测试了目标表面粗糙度统计特性。分析了目标动态散斑的影响因素,以及散斑图像的预处理技术。4.采用多幅图基于边缘检测算法和多幅散斑图相关函数算法,提取自旋目标的归一化时间相关统计特性。通过实验方获得了目标动态散斑的归一化时间相关函数曲线,研究了目标几何尺寸、材料介电参数,表面粗糙度、不同自旋角速度和视线角对目标动态散斑时间统计特性的影响。5.推导了锥旋目标动态散斑时间相关函数的解析表达式。理论与实验结合研究了目标材料,表面粗糙度,尺寸规格,锥动角速度和锥动角对归一化时间相关函数的影响,给出了目标锥动角速度、锥动角和尺寸与目标时间统计特性的关系。6.通过实验获得了旋转柱体和锥体目标的动态散斑时间相关长度,结合粗糙旋转目标散射理论和优化算法,实现了锥旋柱体和锥体的锥旋速度和进动角的反演,检测出旋转速度和视线角。其反演结果与实验设定参数有很好地吻合。