提出了脉冲激光测距中基于多点平均原理的高精度飞行时间间隔测量新方法，该方法以参考正弦信号作为测量基准。在脉冲计数法的基础上，应用多点平均法原理消除由于正弦曲线的非线性产生的时间累积误差，对正弦信号时间进行高精度细分测量。建立了高精度脉冲激光测距系统，利用线性调频技术对参考正弦信号在一个周期内进行伪随机采样，实现高精度时间间隔测量。测距系统原理结构简单、成本低。实验获得的单次距离测量误差稳定在±3 mm以内。