近年来,随着红外对抗系统的发展,红外制导武器对空中军用飞机的威胁大幅降低。精确制导技术对制导武器的精准打击十分重要,影响着国家军事力量和国防安全,因此有必要升级原有的制导系统,来提升制导武器的命中率。本文以对空导弹上的盖格式雪崩光电二极管（Geiger-mode avalanche photodiode,Gm-APD）阵列激光雷达为载体,研究对空中军用飞机的跟踪与分类识别。Gm-APD激光雷达具有抗热源、抗阳光干扰等优点,能降低红外诱饵弹对导弹的干扰作用,因此研究基于Gm-APD激光雷达的空中目标跟踪与识别具有重要意义。由于Gm-APD激光雷达硬件技术不成熟,空中飞机跟踪实验数据获取的难度和成本大,本文通过成像仿真系统来获取实验所需的距离像序列数据。本文课题分为跟踪检测阶段和分类识别阶段。本文的主要内容如下:（1）在数据仿真阶段的研究中。提出了“精确距离像+加噪”的Gm-APD激光雷达距离像仿真的方案。首先分析Gm-APD激光雷达底层的成像机理,通过研究光线与三角面片的求交算法,获取3D模型的精确距离像;然后通过分析Gm-APD雷达的噪声机理,对精确距离像加噪;最后提出五种评价指标,验证仿真的可信度。基于以上仿真方案,本文研制出一款Gm-APD激光雷达成像仿真软件,该仿真软件具有场景多样化、目标多样化、运动轨迹仿真自动化、仿真可视化、雷达参数调节自由等优点。模拟导弹跟踪空中飞机目标的过程,通过成像仿真系统,仿真出多组距离像序列数据。（2）在检测跟踪阶段的研究中,提出了预处理、聚类、跟踪和目标检测的算法流程。首先依据Gm-APD距离像的噪声特性,对距离像序列做去噪处理,减少噪声的干扰;然后为了将可疑目标检测出来,提出了距离信息融合的DBSCAN聚类算法;接着对多个可疑目标进行跟踪,提出了最近邻Kalman滤波（NN-Kalman）的跟踪算法;最后分析在干扰弹抛出时飞机和干扰弹的运动特性,提出了基于速度变化特征的飞机目标检测算法。经实验证明,本跟踪算法能有效区分干扰弹和飞机目标,对抗干扰弹的干扰。（3）在分类识别阶段的研究中,我们提出了基于融合特征的识别模型。我们首先分析了基于Gm-APD激光雷达点云的特点,提出了全局几何特征（GOGF）描述子;然后组合ESF描述子形成融合特征;最后通过融合特征制作数据集,并训练MLP全连接网络。经实验证明,本识别模型能稳定有效地对部分典型军用飞机进行识别。