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脉冲式激光测距技术具有探测距离远、测量精度高、探测速度快、抗干扰性好、隐蔽性好、方向性好等特色，被应用与星载、机载、车载等不同场合。硅光电倍增管(Silicon Photo Multiplier,SiPM)作为一种新型的高速光电探测器件，与传统探测器对比，具有偏压低、探测灵敏度高、增益高、温度敏感性低、对磁场不敏感等优势，适用于脉冲式激光测距系统中的回波探测。基于脉冲式激光测距系统的实际应用需求及SiPM用于回波探测的优势，本论文设计了一套基于SiPM的高精度脉冲式激光测距系统。 围绕基于SiPM的高精度脉冲式激光测距系统，文中介绍并比较了几种常用激光测距方法，分析了脉冲式激光测距技术的优势。介绍并分析了SiPM探测器的工作原理、特性、指标等，实验验证了SiPM的探测性能。对基于SiPM的高精度激光测距系统最大测程、探测概率与虚警概率、信噪比、系统精度等性能做了具体地分析。对比分析了不同的时间测量方法，介绍了TDC7201时间测量芯片的原理及工作方式，对基于TDC7201的时间测量模块进行软硬件设计，并对该模块的测量范围、测量精度、线性度、多回波探测等性能进行了实验验证。搭建了基于SiPM的脉冲式激光测距系统，并进行系统测试，验证系统性能。 本论文的主要研究成果及创新点如下: 1)分析SiPM探测器的性能优势，对SensL公司SiPM探测器C系列10020性能进行测试，其快速输出模式输出信号上升时间约为460ps，脉宽约为1ns，适用于高精度激光测距系统的要求。 2)将TDC7201用于时间测量，对基于TDC7201的时间测量模块进行测试，结果表明该模块的测时精度最高可达30ps，测时结果与实际值的线性拟合相关系数为1，可进行多回波探测且可同时测5个stop信号。 3)将SiPM作为脉冲式激光测距系统的回波探测器，对该系统的性能进行测试，结果表明，在2-100m范围内，测量结果标准差最小为0.48cm，精度最高可达1.439cm，测距结果与实际标定值的线性拟合相关系数为1。