激光测距通过测量激光信号的飞行时间得到测距系统与目标之间的距离，激光单色性好、方向性强，可以实现高精度的测量和远距离的测程，并广泛应用于军事国防，工业监测，国民经济等领域。传统的激光测距采用线性探测体制，发射低重频、高能量的激光脉冲，回波脉冲中包含数千个光子能量，依靠较高的信噪比将回波信号从背景噪声中鉴别出来，然而高的激光能量一方面限制了发射重频、数据采样率和探测距离的提高，另外一方面造成了大量回波光子的浪费。　　为了弥补上述不足，本论文在脉冲激光测距的基础上，引入时间相关单光子计数技术来提高系统的探测灵敏度，搭建了光子计数型激光测距样机，完成了硬件连接和软件编写并进行了实验测试;针对探测过程中存在的噪声问题，分析了信号光子和噪声光子在时间相关性上的差异，提出了一种时域滤波噪声去除方法，明显减小测距误差;最后，对光子计数激光测距系统搭载在卫星平台上的方案进行了仿真分析，综合分析了不同条件下的探测概率、脉冲能量、发射重频等参数，为星载对地光子测距提供一定的理论参考。