本文以脉冲激光测距系统为研究对象，在分析激光测距系统测距原理及存在的误差的基础上，针对现有测距系统中测量精度容易受激光脉冲上升沿，探测器的信噪比和时间间隔测量精确度影响的问题，以高精度计时单元为中心，改进了系统的电路，优化了信号处理方法，为激光测距系统的高精度输出提供了可靠保证。　　 在激光发射方面，深入研究半导体激光器的性能，设计一种RC驱动模型，较传统驱动方式更为可靠和灵活。在光信号接收方面，选用APD作为接收器件，对APD的前置放大电路作了详细的噪声分析。在时刻鉴别方面，采用高速比较器设计了具有延时和衰减的定比延时电路，减小了由于幅度的随机抖动而引起的定时误差；在信号处理方面，采用匹配滤波器对回波信号检测，优化信号传输过程。并且用PSpice软件建立了仿真模型，实验结果表明了激光驱动电路产生脉冲信号符合需要，接收部分的噪声分析实现对微弱光信号的检测。　　 最后在激光测距系统的基础上完成时间间隔测量模块的硬件设计，本文利用时间数字转换技术，通过微控制器与高精度计时芯片通信获取实时的测量数据，最终实现高精度的脉冲式激光测距系统方案。