高精度激光定位技术是一种以激光作为载波、以光学望远镜作为天线、以光电探测器作为接收器件且收发系统分离的测角技术,目前普遍应用于制造生产、精密机械、航空航天、医疗器材等领域。随着激光器技术、微电子技术、半导体技术以及计算机技术的快速发展与结合,高精度激光定位技术开始向小型化、大视场方向发展。当前的小型激光定位系统由于体积小,有效接收面积窄,导致接收到的信号回波功率低,影响系统的最大探测距离;由于定位系统采用大视场设计,大气对激光信号的后向散射将更多地进入接收系统对目标信号回波产生干扰,导致定位偏差;大气湍流会造成系统探测出的目标方位角不停地抖动,导致定位误差。针对小型化系统的基本工作原理的理论建模,可以为实际系统的设计提供理论基础;对大气后向散射的研究,可以为工程改进提供理论基础;对大气湍流的研究可以明确其对系统的具体影响,便于算法修正。首先本文针对典型的小型化、大视场激光定位系统,建立了分析模型,推导出了激光定位系统在一般情况下的目标探测理论和系统测角原理,并对影响因素进行了仿真分析。接着综合比较了系统普遍采用的三类光电探测器,选取了四象限探测器用作系统光学接收器件,并根据四象限探测器的运作机理建立了光斑质心位置解算模型。然后本文对大气激光后向散射造成的激光定位系统误差进行了分析。创建激光信号的大气后向散射分析模型,推导了后向散射功率计算表达式。接着结合系统基本工作原理进一步推导了光斑质心偏移量误差计算式,并对其进行了MATLAB仿真分析。在时域对激光脉冲信号进行了研究,分析推导了后向散射对脉冲信号的展宽效应。之后设计实验对理论进行了验证,证明了理论分析方法的正确性。最后本文从理论角度分析了大气湍流造成的系统定位误差。根据分析结果,提出了累积平均值修正方法。接着设计外场实验,将实验结果与理论分析结果及累积平均值法处理结果进行了比较,发现两者符合得很好,证明累积平均值法可有效地降低大气湍流对定位系统性能的影响。