大空间精密坐标测量是大型设备加工和精密工程安装的基础,在能源领域、国防工业、空间科技等方面占据重要地位。实时、高精度、大范围现场测量日益成为大空间精密坐标测量的发展趋势。调频连续波激光测距在大尺寸绝对测距上具有高精度、高分辨率、测距范围广等优势,因此越来越受到人们的关注。作为一种非接触测量方法,与传统的激光测距方法相比,它具有更高的距离测量精度和分辨率,因此在10~100米的大空间精密测量应用中具有更较好的发展前景。对调频连续波激光测距系统测距原理的深入学习以及如何进一步提高其距离测量精度及分辨率方法的探究,是当前无合作目标激光测距领域的研究热点。本文的主要研究工作如下:1.在充分掌握连续波测距原理的基础上,对调频连续波激光测距系统距离求取算法进行了深入的研究,使用Lab VIEW对包括光频信号数据采集、信号跳模识别、非线性消除算法、信号拼接、全相位FFT、距离快速求取算法等软件模块进行了程序的编写以及各个模块之间程序的整合;2.深入研究了调频非线性对FMCW激光测距系统测距精度的影响,在掌握等光频间隔重采样消除调频非线性原理的基础上,对等光频间隔重采样方法进行了改进,提出一种基于硬件的等光频间隔采样方法,该方法相比于基于软件的等光频间隔重采样方法具有更高的距离测量精度和分辨率,并且方法更加简单易行,同时能够极大地节省系统内存空间以及数据处理时间;3.对调频连续波激光测距双光束自动聚焦系统进行了设计,选用最新的液体透镜作为变焦系统,并提出“分时聚焦,快速转换”方案,实现了引导激光和测距激光在引导定位阶段和测距阶段分别能够实现快速自动聚焦,并且根据“分时聚焦,快速转换”方案,测距激光稳定聚焦时液体透镜的驱动电流值能够通过引导激光稳定聚焦时液体透镜的驱动电流值计算出来,从而实现由引导定位阶段转向测距阶段后测距激光一步直接聚焦,极大地减小了系统复杂度和聚焦时间。