本文从光子计数激光雷达系统的测距信号特征出发,研究了经验模态分解方法对雷达信号的降噪效果。首先,分析了光子计数激光雷达成像过程及经验模态分解法对非线性、非平稳信号的自适应分析原理,并在已有经验模态分解降噪方法的基础之上,提出一种判断信号主导IMF与噪声主导IMF分界点的相关模态判别方法；其次,在改进已有直接阈值与间隔阈值EMD降噪算法的基础上,提出一种自适应的阈值判别法,并进行了平稳、非平稳信号的仿真对比实验；最后,进行多变量的光子计数激光雷达测距成像实验,并结合雷达信号特征提出一种EMD平滑阈值的自适应方法对实际探测信号进行降噪处理,最终结合各降噪方法设计出操作便捷的降噪软件。研究表明：相关模态判别方法在不同信噪比条件下可以有效辨别噪声主导IMF及信号主导IMF的分解点；自适应阈值判别法表现出优于直接阈值或间隔阈值的降噪效果,同时对比傅里叶变换降噪、小波变换降噪及EMD时间尺度降噪方法,EMD自适应软阈值法在算法自适应性、不同信噪比信号降噪效果及保留非平稳信号细节信息方面都表现出较好的效果；EMD平滑阈值方法可以自适应地有效降低实测激光雷达信号中的噪声干扰。