激光雷达因其分辨率高，抗干扰能力强，被广泛应用于目标跟踪、精确制导、气象测量、污染检测等领域，在民用和军事上都具有广泛的应用价值。本文重点研究了目标激光散射双站缩比关系，大气背景对光学探测系统影响，以及本文所研究的激光雷达系统探测性能分析与评估。首先，利用MODTRAN软件，系统分析了地基光电探测系统背景光学特性，为分析与评估激光雷达系统探测性能提供依据。基于目标激光后向激光雷达散射截面（LRCS）缩比关系，给出了朗伯球双站LRCS缩比关系，利用激光散射测量系统对不同尺寸聚四氟乙烯球双站LRCS进行测量，并在室外利用自行搭建的双站散射测量系统对上述目标进行测量，理论和两种实验结果对比表明基本吻合，并对误差进行分析，初步验证了朗伯特性球双站LRCS缩比关系；为目标双站LRCS缩比关系研究提供了一定的理论和实验基础。最后，分析了本文所研究的激光雷达系统噪声来源，对其噪声测量统计特性分析表明系统噪声为高斯白噪声，采用奈曼皮尔逊准则对系统探测距离，探测概率及虚警概率等探测性能进行系统分析，其结果对于地基激光雷达系统设计和评估具有重要的指导意义。