Gm-APD激光雷达的核心器件盖革模式雪崩光电二极管具有单光子探测能力,具有极高的灵敏度,这使得Gm-APD激光雷达区别于常规线性激光雷达,可实现对远距离微弱回波信号的探测,极大地提升了激光雷达的探测能力与探测精度。但是微弱的目标回波信号往往裹挟着大量背景噪声,这些背景噪声会降低距离信息与强度信息的准确性,给Gm-APD激光雷达的探测性能带来影响。常规手段是通过对触发图片中目标回波波性特征进行识别,判断出目标回波所在选通门内的位置,进而还原出激光回波的强度信息与距离信息。但在目标距离较远,回波中背景噪声强度过大的时候,Gm-APD激光雷达的触发图片中,目标回波信号触发峰会被淹没在背景噪声峰及其后延当中。此时通过波性特征识别目标回波位置的方法便不再适用。为解决Gm-APD激光雷达实际应用中极低信噪比回波的去噪问题,本文提出了退偏度目标回波信号提取方法。偏振是光的主要特征之一,激光器所发射的激光,其偏振态为线偏振,日光所致的背景噪声,其偏振方向杂乱无章,可被视为完全非偏振。通过在Gm-APD激光雷达接收端增设偏振组件,使与激光相同的偏振态通过偏振组件,同时滤除完全非偏振光的背景噪声。这种从物理层面减小背景噪声的方法可提升信噪比,但其效果较为有限,对于信噪比低于0.04的极低信噪比条件下,增加偏振组件仍不可将目标回波触发峰从背景噪声峰及其后延当中显露出来,此时引入退偏效应可对此问题进行解决。由于散射的存在,使得Gm-APD激光雷达的激光回波与背景噪声均存在退偏效应。用退偏度来表征退偏效应的强弱,利用二者之间退偏度的差异,可实现对目标回波信号与背景噪声之间的区分,从而实现对极低信噪比回波的目标信号提取。由此,本文介绍了通过穆勒矩阵计算激光回波退偏度的方法,对Gm-APD激光雷达偏振探测公式的核心部分偏振双向反射分布函数进行分析,讨论了激光回波退偏度与背景噪声退偏度之间随外界探测条件变化而变化的差异点和共同点。利用仿真实验验证了穆勒矩阵计算退偏度方法的有效性,探究了回波信噪比与激光雷达系统出射光强对回波退偏度的影响,分析了不同回波信噪比情况下退偏度目标回波信号提取方法的提取能力。搭建实验装置,对仿真实验结果进行了验证。实验结果表明,在复杂多变的实际应用场景中,退偏度目标信号提取方法可实现高稳定性、高准确度的目标回波信号提取。对探测距离300米处的目标,信号提取的误差为2.4%。对探测距离500米处的目标,信号提取的误差为2.0%,可使有效像素点数目提升45%。对探测距离700米处的目标,信号提取的误差为14.4%,可使有效像素点数目提升500%。对探测距离1100米处的目标,信号提取的误差为4.0%。