针对连续波激光雷达在同步测量目标距离和速度的应用中存在辐射信号上限峰值功率低、测量极限距离近的问题，提出一种基于Golomb脉冲序列调制的测量信号波形，研究该方法在道路环境中同步测量目标距离和速度的可行性。首先，以一种准连续波，即伪随机（PN）码调制为例分析连续波调制方法存在的发射信号峰值功率低的问题，在此基础上讨论Golomb序列的特征，提出使用Golomb序列调制发射信号提高发射脉冲峰值功率的方法；然后，讨论Golomb序列调制的多普勒信号频谱分析方法和基于数据累加的延迟时间定位方法，实现同步测量目标的速度和距离；最后，在道路目标产生的多普勒频率范围内，通过仿真实验验证该方法的正确性。实验结果表明，在以脉冲序列构成的对多普勒信号平均采样率远低于奈奎斯特频率的条件下，仍然可以通过快速傅里叶变换（FFT）方法获得多普勒信号的频率，从而在发射平均功率恒定的条件下极大提高单脉冲的峰值功率；另外，利用Golomb序列的不等间隔特性，通过数据累加方法可以完成对激光脉冲飞行时间的定位，在保证了速度测量的同时实现对目标距离的测量。

针对双检测器激光雷达系统用于同步测量道路目标距离和速度时存在的成本高、回波利用效率低的问题，提出了一种基于伪随机（PN）码调制的脉冲式多普勒激光雷达结构模型，研究使用单个光外差接收器同步测量目标距离和速度的可行性并通过计算机仿真验证方法的性能。首先，给出激光雷达的系统模型，分析模型在脉冲方式下用于距离和速度测量时存在的问题；然后，讨论通过单个光外差接收器输出的电信号计算目标距离和速度的方法，即计算输出信号与本地调制码的相关函数确定激光飞行时间进而得出目标距离和使用非等间隔采样信号频谱分析方法确定输出信号的多普勒频率进而得出目标的速度；最后通过仿真验证所提出的方法可同时实现目标距离和速度的稳定检测。实验结果表明，在道路环境中该方法可实现目标距离和速度的稳定可靠测量，与直接检测系统相比，测量的灵敏度可提高10 dB以上，且与回波的到达时间、多普勒频率的大小无关。