星载激光测高仪是一种主动遥感观测系统,其可以记录激光测高仪的原始回波波形,通过处理和提取接收波形的各项参数获取激光测距值,结合星上系统的姿态、位置和指向信息,可以正确地获得被测物体的位置信息和高度分布,例如数字高程模型（DEM,Digital Elevation Model）就可以通过卫星搭载激光测高仪并以环绕地球运行的方式所获得。2019年11月我国首颗亚米级高分辨率光学传输型立体测绘卫星高分七号（GF-7）发射成功,它搭载了双线阵相机和全波形激光测高仪两种载荷,为了提高以西部地区为代表的稀疏控制点区域和境外无控制点地区的测高精度,需要高精度的激光脚点三维坐标作为高程控制点使用。因此,为提高GF-7的立体测绘精度和几何定位能力,利用波形匹配算法提高激光脚点定位精度,设计一个更精确更快速的寻找光斑中心真实坐标位置的波形模拟器和匹配方法是本文需要解决的主要问题。基于GF-7星载激光测高仪为背景,论文首先介绍了它的系统组成和工作原理。回波波形的仿真精度直接影响着波形匹配激光脚点定位精度,回波波形仿真是波形匹配的必要条件和应用前提;因此,论文依次论述了平坦地形、阶梯地形、斜坡地形的数学解析式,以及数字高程模型DEM的特点,提出了利用GF-7获取的高精度DEM数据作为目标响应函数,使用发射脉冲函数与目标地表模型函数的卷积关系推导了仿真回波的基本方程和具体实现方法。然后,论述了GF-7激光高程控制点的意义,由此引出激光脚点高精度定位算法的重要性,讨论了激光脚点粗定位原理及其误差影响因素;进而,为修正激光脚点粗定位的位置,提出了基于高精度波形匹配的激光脚点定位算法,详细推导了波形匹配算法并对其算法做出了精度优化和时间复杂度优化。通过卫星实测数据的实验验证与分析,本文使用了不同尺度的高精度DEM作为目标响应函数仿真了回波波形,实验结果表明:为优化算法效率与提高定位精度,在城市区域和山地区域的DEM使用2.0m*2.0m的网格间隔最为合适,大于4.0m*4.0m间隔的DEM所仿真回波波形将导致波形变形现象。进而,在固定DEM格网间隔条件下进行了回波波形仿真,使用卫星激光测高仪实测波形与仿真波形进行波形匹配。通过设置匹配阈值,利用本文设计的内旋式遍历算法,在时间效率上提高了十倍以上;通过与Harding等学者的结果对比,激光脚点定位精度在3m以内,城市区域和单山峰区域比复杂的山地区域更容易找到激光脚点的准确坐标位置。