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为了研究基于盖革模式雪崩光电二极管探测器的光子雷达的探测性能与测距精度，采用数学建模的方法，从系统原理与探测时序出发，分析了长死时间、回波脉宽大于时间数字转换器分辨时间情况下目标探测概率的分布；由统计原理与质心法，建立了测距精度的理论模型。利用系统设计参量，分析了回波强度、回波脉宽、噪声和回波位置等参量对探测性能和测距精度的影响。结果表明，回波越强，噪声越低，回波位置越靠前，目标探测概率越高，虚警率越低，探测性能越好；回波强度和脉宽是影响测距精度的主要因素，回波强度越强，脉宽越窄，测距精度越高。