本研究以机载三维地形测绘为应用背景，开展机载三维地形测绘扫描成像激光雷达的研究。通过对几种地形测绘技术的分析对比，论述了机载三维地形测绘技术的优势所在。阐述了开展机载三维地形测绘扫描成像激光雷达的研究的目的和意义。系统地论述了激光雷达理论。对1064nm激光的大气传输特性，目标及背景反射特性进行了详细的论述。推导出了利用等效噪声辐照度NEI表达的直接探测体制脉冲激光雷达信噪比方程，经实际验证，该方程更适合在工程实际中应用。提出了一种用于机载三维地形测绘系统的扫描成像激光雷达系统设计方案。激光雷达采用单脉冲激光直接探测体制，前沿时刻定时，延迟线插入法测量时间间隔的测距方法，采用物方空间的光机扫描方式，研制了一种扫描成像激光雷达样机，经过实验验证，实现了测距精度不大于±2m，角度精度不大于3’的较高精度的技术指标，研制水平国内领先。　　 本文技术创新点是采用激光大视场(FOV)扫描成像方式，与常规的地形测绘方式只能采集二维数据对比，采用激光大视场扫描成像技术能够获取三维地形信息，能够采集更多的有效的地形数据信息。还创新地提出了一种激光雷达扫描均匀性测试方法，并研制了一套激光雷达扫描均匀性测试设备，解决了激光雷达扫描系统扫描均匀性的测试难题。创新地提出了一种扫描成像激光雷达地面模拟成像方法，并研制了扫描成像激光雷达地面模拟成像装置，并进行了多项测试和成像试验，成功得到了激光雷达对建筑目标、山体、机场跑道、海面等的高精度激光图像。同时，我们还开展了激光雷达气象环境适应性测试，进行了大量的实验，得到了大量的测试数据，基本掌握了不同能见度不同雨量对激光雷达成像距离的影响关系。测试和实验结果表明，本文所研制的激光雷达能够满足机载三维地形测绘的要求。