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激光测高仪有着广泛的应用前景，尤其是在大地测量、森林资源探测、星体探测等方面拥有巨大的潜力，激光测高技术的应用也愈来愈受到人们的重视。早在二十世纪七十年代，主要发达国家就开始了该领域的研究工作。近些年来，国内这方面的工作也受到高度关注。本文结合激光测高仪原理样机的研制，对激光测高仪的光学系统部分进行了研究与设计。
论文对激光测高技术的发展、现状及应用等作了简要介绍。描述了激光测高仪的基本组成部分，基于激光测高雷达的工作原理，系统地介绍了激光测高仪的组成单元以及各单元的功能和激光测高方程；还较全面地介绍了国外几种典型的激光测高雷达，具体分析了这些系统的光学部分工作原理。根据测高仪原理样机的实际要求，提出了光学系统的设计要求与改进方案，最后根据所提出的方案与要求，利用初级像差理论对光学发射和接收系统分别进行了初始结构设计，将初始设计数据输入到ZEMAX软件中进行优化，得出最终的改进设计结果，并且对最终设计结果进行了像差分析。
由于是原理样机的研制，在光学系统的设计上存在着许多需要改进的地方，并根据对国内外测高系统的调研，文中最后就光学系统设计部分提出了今后工作的想法。