本发明公开一种高重复频率偏振同轴望远镜卫星激光测距装置，包括回波接收终端、偏振同轴器、导星CCD、双色镜、主波探测器、角锥棱镜、望远镜等。导星CCD对空间目标进行监视，高重复频率线偏振激光经偏振同轴器从望远镜发射至探测目标，目标返回的激光回波经同一望远镜、偏振同轴器，与高重复频率的线偏振激光正交，从偏振同轴器反射，经单光子灵敏度的回波接收终端接收探测，实现激光回波的探测，并通过角锥棱镜对系统延时测量，从而由激光回波及系统延时获得高精度的目标距离，达到使用同一望远镜对高重复频率激光发射与回波接收，有效的减少系统结构尺寸，提高激光测距重复频率，促进激光测距系统的发展应用。