机载三维激光扫描测量技术是一种地球空间信息观测手段,由于大部分关键技术被国外垄断,有必要对机载三维激光扫描仪中的多项技术进行研究,其中包括高精度时间测量技术、高灵敏光电转换技术和数据采集与数字图像处理技术等。这样将研制出具有自主知识产权的用于防震减灾事业中的机载三维激光扫描仪实验样机。本文将对样机中的高精度时间测量技术进行研究。作为样机主要组成部分,时间测量系统的功能是测量激光脉冲从发出时刻到返回时刻飞行时间信息,用来确定飞行器与扫描目标物之间的距离。时间测量系统的各项指标将直接影响样机的某些性能指标,如地貌水平测量精度、地貌垂直测量精度、最大测量距离等。所以时间测量技术是保证样机性能的关键,对时间测量系统的展开研究是很有意义。论文研究是基于FPGA进行设计并在器件内部实现时间测量系统。先对各个领域中时间测量技术进行调研,根据样机要求的各项指标,分析样机中时间测量系统要求,着重对样机的时间测量方案进行研究,设计了三种适用于样机中时间测量系统方案,三种方案分别为游标卡尺法、延迟链法及改进的计数法。将设计方案分别在低成本、低功耗的Cyclone IV系列FPGA器件上,采用模块化设计,通过编写Verilog HDL编程实现时间测量系统的功能设计。最后分别对实现的时间测量系统进行测试。经过测试,可知本文设计并实现的时间测量系统具有较好的测量精度、分辨率和稳定性,满足样机和其它地震仪器中对时间测量系统的的需求,有良好的实用价值。