激光多普勒测速是一种利用光学多普勒效应的进行速度测量的先进技术,相比于传统的测速手段,例如加速度计、GPS等,激光多普勒测速具有测量精度高、响应速度快、测速范围广且非接触性等显著优点。由于这些优秀特性,激光多普勒测速已在工业、军事、医疗、化工、航空等各个领域有了广泛应用。本文为了解决水下载体的测速问题,设计并实现了激光多普勒测流速测量系统,将来可以对水下载体的惯性导航系统进行速度修正,从而提高导航精度。本文首先介绍了激光多普勒测速技术的历史背景和研究意义,接着介绍了该技术的研究现状,然后介绍了激光多普勒测速技术的基本原理,经过比较后选择双光束-双散射模式来构建测速系统。在构建系统时,我们先建立了基本的光路结构,再选择合适的光路参数,详细阐述了系统的发射单元与接收单元。在发射单元中,为了使两束光在交汇处干涉效应更明显,设计了等光程分光棱镜。在接收单元中,选择了雪崩光电二极管作为系统的核心接收器件。为了选择添加的示踪粒子,基于BBO方程得到的粒子跟随性函数对流体中粒子跟随性进行了仿真模拟。在数据处理方面,采用的是现在应用最为广泛的快速傅里叶变换(FFT)作为信号处理算法。最后搭建了激光多普勒流速测量实验系统,开展了水流流速测量的实验研究。为了验证系统的测量精度,利用高精度转台作为测量对象进行了实验研究。实验结果表明激光多普勒流速测量系统用于水下载体自主导航系统是可行的。