在诸如火星探测等极端环境原位检测应用中，共轴变焦距激光诱导击穿光谱技术发挥了重要作用。为了充分发挥变焦系统的应用效能，距离校正必不可少。现有距离校正方法多为针对单一场景的经验算法，适用范围有限。因此，提出一种基于等离子体物理的参考脉冲诊断法，无需标定设备响应即可诊断等离子体温度，进而实现变焦距定量分析。对比了所提出算法与Saha-Boltzmann法的诊断结果，最大相对误差小于8%。采用13块铝基标准样品进行了变焦距定量实验，9块于2 m处建立定量模型，4块分别于1.5、2、2.4、2.7、3 m处进行检测。反演结果中含量超过1%的元素，11号样品中Si的相对误差最大，为16%，其余大部分小于8%；含量低于1%的元素，大部分相对误差在10%~30%之间，验证了所提出的方法能够实现变焦距激光诱导击穿光谱定量分析。