卫星激光测距技术是一项旨在利用空间技术研究地球动力学、大地测量学的技术手段。面对日益严峻的太空环境,目前卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)发展而来的空间目标(包括正在工作的航天器和空间碎片)激光测距技术因具有高精度优势,可以精确确定目标轨道,将成为未来最有力的预警手段之一。本文基于北京房山SLR测站(人卫激光国家野外科学观测研究站),针对白天激光及恒星监视问题,提出解决思路和方案,为开展白天测距奠定了基础。围绕SLR系统,开展系统移植、系统时延精确标定,精确获取时间等工作,为进一步空间目标激光测距奠定基础,为其他台站运行提供参考。此外还开展空间目标激光测距大气折射延迟模型分析研究,分析大气折射误差在时间上的变化规律以及SLR大气折射误差,对提高SLR数据处理精度有重要意义。论文的主要工作和成果如下:(1)通过改造卫星激光测距系统接收光路,使用高灵敏相机,采用时间滤波,光谱滤波以及数字图像处理技术,实现了白天激光及亮于2等恒星监视,为白天激光测距奠定了基础。(2)当前软硬件已不能满足激光测距的需求,使用windows7系统、ActiveX控件、WINIO库实现与硬件设备通讯,最终实现软件移植,目前每日可观测30000个目标,以确保SLR工作顺利进行。(3)利用电机自动化,比较了地靶测距精度、测量值、衰减片角度、功率以及回波率,发现在夜间测距、全功率激光器、45°放置衰减片时,地靶测量的精度更优。实验结果表明,采用自动化控制45°衰减片方案,Lageos-1卫星实测精度由2.23提高到2.03cm,可以满足提高卫星激光测距数据质量的目的。(4)使用TimeTech的GPS频率授时接收机,通过设置网络参数,WinSock控件以及利用TMC计数器,计数器计时精度在10MHz工作频率下为0.1us,满足卫星激光测距对时间的精确要求。(5)开展空间目标激光测距大气折射的研究,首先,分析了 Marini-Murray和Mendes-Pavlis模型的天顶对流层延迟时间序列。其次,比较了实测与GPT2w模型的气象参数以及相应的天顶对流层延迟。另外,比较不同俯仰角的对流层延迟。最后,利用IGS的ZTD产品检验实测与GPT2w模型气象参数的天顶对流层延迟。