星载激光高度计系统可用于探测地物的垂直分布情况,对其波形数据进行处理是获得地物特征信息和实现高程测绘的重要手段和发展趋势。本文对大足印全波形的波形分解算法和大足印激光雷达地面验证系统的相关技术进行了研究,为星载对地观测激光高度计的系统设计和数据处理算法的研究提供了重要借鉴。论文首先介绍了国内外星载激光高度计和大足印全波形数据的研究现状,然后对全波形数据的处理算法和大足印激光雷达地面验证系统展开了研究。阐述了用于大足印激光雷达波形特征信息提取的高斯模型和波形处理算法的相关原理,并在此基础上给出了回波数学模型,对具典型地物特性的回波进行模拟和仿真分析研究。而后设计并搭建了大足印激光雷达地面验证系统,对系统中的恒比定时时刻鉴别、回波信号探测电路、全波形高速采集电路以及基于FPGA的TDC测时等关键技术进行了研究和相关功能的验证。最后,针对星载对地观测激光高度计大足印回波信号中多目标相对距离信息提取的问题开展了基于高斯分解的激光大足印地面多目标相对距离信息提取试验,试验结果表明所选的高斯分解算法可有效分离回波信号中的多个目标,目标间相对距离偏差小于0.03m,验证了大足印激光雷达地面验证系统进行多目标相对距离信息提取的可行性,为后续目标物的识别和分类研究、飞行试验策划提供了理论和设计基础。