三维地形匹配技术在低空无人飞行器导航中有广泛的应用，研究三维地形匹配技术对于提高无人飞行器的导航定位性能具有重要意义。激光成像雷达Lidar是激光技术与雷达技术相结合产生的一种新型高精度成像传感器，它具有角分辨率、距离分辨率和测量精度高，抗干扰能力强等特点，比较适合飞行器匹配导航应用。研究Lidar三维地形匹配技术的是一个重要的方向。　　 本文针对这一问题，对实时图数据预处理，快速匹配算法，匹配区选择三个方面探讨了激光雷达三维地形匹配技术。自然界的地形可以看作地形趋势面和满足一定相关性的随机场相互叠加的结果，可以利用正交多项式函数系分解来有效的提取数字地形的趋势面信息。利用地形趋势面信息对Lidar获取的实时三维地形数据进行预处理，消除人工建筑物对地形匹配的影响，降低地形匹配系统对保障条件的要求，提高后继地形匹配的性能。利用二维离散余弦变换，只需要非常少的几个分解系数，就可以表示出激光成像雷达获取的数字地形实时图中的大部分信息。因此可以利用二维离散余弦变换系数的低频部分构成矢量，并以这一矢量作为地形匹配的特征空间，可以有效的降低地形匹配算法的计算量，提高算法的实时性。为提高地形匹配的效率，需要进行快速匹配区的选择，引入了多个地形频域特征来尝试作为匹配区选择的判别标准，包括频域收敛度，中心频率，截止频率，频域标准差，频域峰态系数，频域偏态系数，频域熵，并从大量的实验数据来得出其与匹配概率的关系。　　 本文对激光雷达三维地形匹配技术进行了较为深入的研究，解决了研究中遇到的新问题，并提出了一些新算法，并用大量的实验证明这些方法有着良好的效果。研究成果将为激光雷达三维地形匹配技术在国防等领域的应用具有重要意义。