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根据提高激光遥感成像分辨率的需要,分析了该成像分辨率的影响因素,说明了仅利用回波时延和强度信息的传统处理方法,难以得到光斑内部地表信息,在某些情况下,甚至会造成较大的成像误差。通过对激光遥感成像回波信号模型研究和沿飞行路径的多回波信号关系分析,得到了多次回波关系方程组。利用激光光斑子区域划分和多回波方程组求解,从合成回波信号中提取出子区域回波信息。对子区域回波通过波形分解拟合算法得到子区域地表高度分布信息。通过与传统分析方法得到的成像结果相比,证实该分析方法可以有效提高成像分辨率和成像精度。