激光雷达是目前近距离高精度成像最有效的技术手段之一。相比于传统的微波雷达,本文激光雷达采用1550nm的光学信号,波长要比微波雷达短,在方向性、轻便性和距离与速度的分辨特性等方面有很大优势。线性调频连续波（linear frequency modulated continuous wave,LFMCW）发射信号能够同时满足大的时宽带宽,具有较高的距离分辨力和作用距离。通过对连续波进行线性调频,可以实现运动目标高精度的测距测速。快速傅里叶变换（fast Fourier transform,FFT）常用来获取信号的频谱,但是离散傅里叶变换（discreet Fourier transform,DFT）运算具有栅栏效应,相邻谱线之间有间隔,会使频谱中的最大值谱线偏离实际位置。为此,本文采用Zoom-FFT频谱估计算法对中频信号的频谱进行频谱估计,进一步提高了FMCW雷达的静止目标测距精度。运动目标会产生多普勒频移,造成距离-多普勒耦合,使测距结果发生误差。本文主要研究线性调频连续波信号的二维FFT算法,解决运动目标存在的距离-多普勒耦合问题,同时解出运动目标的距离和速度。恒虚警检测（Constant False Alarm Rate,CFAR）是在复杂的背景中提取出信号的有效方法,本文提出利用二维CFAR检测对二维FFT后的结果进行处理,实现了多目标FMCW激光雷达测距测速,并有效抑制了杂波和噪声。本文主要研究内容如下:首先,根据LFMCW三角波激光雷达的测距测速系统结构和测量原理,对LFM信号、FMCW发射信号、回波信号和中频信号建模,并分析FMCW信号的时域和频谱特性。之后,针对DFT运算的栅栏效应,对比了几种频率校正算法,提出采用Zoom-FFT选带细分算法进行频谱估计,提高了静止目标的测距精度。另外,研究了对称三角波FMCW信号的雷达模糊函数,通过对模糊函数的分析,得到了LFMCW激光雷达的距离和速度的模糊特性和分辨率。针对运动目标产生的多普勒频移所引起的距离-多普勒耦合问题,本文提出采用二维FFT算法进行距离-速度解耦合,得出运动目标的距离和速度。最后提出了采用二维CFAR结合二维FFT的方法进行运动目标测距测速。在实现距离维和多普勒维精确测量的基础上,又分别在距离维和多普勒维进行了CFAR检测,为激光雷达测距测速算法的硬件实现提供理论基础。