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为了研究光子计数探测统计特性，计算探测概率及虚警率。本文通过分析盖革模式APD 工作原理，利用采样间隔内等长时间片的方法，建立了盖革模式APD 的激发概率模型。在此基础上进一步分析了光子计数探测概率以及噪声模型，根据噪声模型给出了探测虚警率；针对漫反射和镜面反射两种类型目标，分析了两种反射表面的回波信号模型，结合噪声模型，最终得到了混有噪声信号的光子计数探测概率模型，并且计算了一定阈值条件下的探测概率。文中最后给出了利用GAPD光子计数探测的应用，三维成像以及无合作目标远距离激光测距。