针对纳秒量级脉宽机载多脉冲激光照射目标的回波波形，提出几何分割比这一目标姿态不敏感特征，给出了特征提取算法，可用于与激光目标运动状态结合开展目标检测与跟踪。首先，基于激光目标波形数学模型分析目标波形与目标特征的关系，指出激光目标的几何分割比特征具备姿态不敏感特性。接着，结合目标特征提取对目标波形和噪声不失真分离的要求，提出在小波域利用对称小波基进行改进Donoho 阈值降噪处理，在时域利用小波重构信号阈值获取目标波形序列，再由一阶二阶差分计算检测目标波形峰值点，进而提取激光目标散射中心及几何分割比等特征。最后，通过仿真实验验证算法在低信噪比下提取激光目标特征信息的有效性。在与机载多脉冲激光目标模拟器联试实验中，利用文中算法提取激光目标特征结合目标的运动状态信息，开展多帧相关匹配检测，多脉冲激光目标检测的可靠性明显提高。

多脉冲激光雷达发射数个至数百个高重频激光照射目标, 利用多脉冲回波累加实现信号积累。多脉冲激光目标检测性能的验证需要基于目标回波波形模型的动态目标信号模拟。脉冲激光目标回波波形可以由激光发射、信道传播、目标反射等环节之间的卷积传递关系加以建模。文中首先通过建立各环节的数学描述得到了回波波形的连续卷积模型。接着, 针对积分解析模型不利于工程实现的问题, 基于发射脉冲距离分辨单元提出了离散算法实现特定外形目标激光回波波形序列的直接计算。结合远程飞机目标的回波信号仿真, 指出了回波波形与目标特性的内在联系, 并通过实验进行了可信性验证。最后, 应用文中模型及方法给出了多脉冲激光雷达动态目标模拟器的研制实现, 为开展多脉冲激光目标检测研究提供必要的验证测试条件。