Разработана математическая модель процесса распространения когерентных оптических сигналов в турбулентной атмосфере, учитывающая параметры перемещения объекта. Определен метод формирования когерентных оптических сигналов, который повышает энергетический потенциал лазерной локационной системы за счет реализации многоступенчатой оптической накачки активного элемента твердотельной лазера. Это позволяет повысить импульсную энергию лазерного передатчика на 30%. Также разработан метод повышения обнаружительной способности наземной локационной системы за счет учета параметров турбулентной атмосферы в процессе формирования и регистрации оптических сигналов. Моделирование показало, что обнаружение сигналов, отраженных от низкоорбитальных спутников требует посылки зондирующего излучения малой импульсной энергии (до 1О мкДж) и высокой частоты следования (до 20 кГц). Предложенный метод позволяет повысить условную вероятность правильного обнаружения с 0,1 до 0,9 в дневном режиме на примере локации спутника группы LAGEOS.