随着当今国际关系及周边邻国环境的日益复杂，如何提高我国综合国力、基础国防实力及战术战略武器精度是亟需解决的重大问题。在国防军事领域，如何提升我军武器的战场适应性、抗干扰能力及目标打击精度等军事需求十分迫切。然而，空间遥感探测可为上述要求提供强有力的技术支持。根据有无照明光源，可将探测系统分为主动探测和被动探测两种，被动积分探测体制作为传统的红外目标探测方式已被大量研究。在大气辐射传输特性较差或后向散射能量较强等恶劣天候条件下，被动探测很难对地物目标进行清晰的鉴定识别，所得图像对比度、分辨率、饱和度等属性极差。因此，可克服上述劣势的主动探测机制得到了国内外学者的青睐，目前具有高强度、高准直性、高单色性等特点的超短脉冲激光是主动探测系统最常用的照明光源。超短脉冲激光在脉冲激光器、地物目标与选通摄像机之间做双程瞬态辐射传输，激光全链路传输受大气弥散介质物性参数、目标表面反射特性及选通摄像机接收特性等诸多因素的影响，传输过程复杂繁琐且具有一定随机性。本文针对上述问题，运用蒙特卡洛法建立激光脉冲全链路瞬态辐射传输模型，分析1~3km海拔高度回波信号的能量衰减特性和时空展宽特性。探讨0.2~2.222μm波段范围内各谱带脉冲激光在干洁大气介质、含城市型气溶胶大气介质、含辐射雾大气介质及两层大气浑浊介质等不同瞬态辐射传输条件下的回波信号特性，分析光谱衰减系数、散射反照率、各向异性散射、目标反射特性、脉冲序列延迟率等对目标回波信号和散射噪声信号的影响。总结各谱带脉冲激光在不同天候条件下的穿透性能，为激光器波长、脉冲重复频率和选通摄像机开关时间的选取提供理论参考，具有重要的指导意义。此外，为了保证计算物理模型及算法的正确性，本文同多篇国外单程瞬态辐射传输文献进行数据比对，并获得了较好的吻合度。同时，从理论上研究了光谱衰减系数、散射反照率、各向异性散射等介质物性参数，激光脉冲宽度、入射角度、入射半径等激光入射参数及介质几何尺寸等对透射反射信号时空展宽特性的影响。