由于空间激光通信在传输速率、传输容量、功耗和安全性等方面具有很大的优势,国家高度重视星载激光通信系统的研制工作,在“十四五”规划纲要指出,在信息通信领域,要加快数字化发展,加强信息基础设施建设,重点强调第五代移动通信技术（5G）和第六代移动通信技术（6G）的发展。6G通信技术要求激光卫星终端不仅要满足高速通信的功能,还需达到在轨道运行的要求,这就对激光测距提出了迫切的需求,未来的激光卫星通信需要能够在不改变原始通信数据和调制格式的情况下同时实现测距功能的技术。随着激光通信领域的需求不断增多,研究兼顾通信和测距一体化的空间激光通信技术势在必行。本文在对激光通信和传统激光相位测距技术分析的基础上,提出并设计了一种基于delta-sigma调制的多频相位测距方式的空间激光通信与测距一体化方案,可以在不改变原本通信调制格式的情况下,利用通信传输信号中训练序列或者同步序列的时隙,设计一种新的包含测距信息的训练序列或者同步序列完成测距功能。采用delta-sigma调制技术可以省去发送端的数模转换器（DAC）,仅使用低成本的数字输入输出（IO）端口产生包含多个频点的数字信号,这个数字信号在频域上表现为多个频点,可以作为同步序列与通信数据帧进行组合,在接收端通过数字滤波后即可恢复出原始的模拟信号,解算出模拟信号各频点的相位差信息即可求出被测距离,完成通信与测距一体化。对所设计的该方案进行了理论仿真分析验证,测距精度可达到1mm。并且在此基础上提出了总体设计方案,完成了相应的硬件电路和软件的设计。同时,本文还进行了星载激光通信与测距一体化的系统设计和硬件测试平台的搭建,通过应答式激光测距方法进行测距,运用高灵敏度直调直检的方式设计了调制发射电路和接收解调电路,并完成了对通信和测距的测试结果分析,得到了较好的通信传输性能。