针对传统自抗扰控制器的扰动补偿效果随着扰动频率增加迅速下降的问题，提出了一种基于改进的线性扩张状态观测器的自抗扰控制方法。该方法首先对粗跟踪进行系统分析、简化及辨识；然后对线性扩张状态观测器的观测原理进行详细推导与论证，从理论上指出其不足，提出了一种改进的线性扩张状态观测器；最后将改进的算法与PID调节器相结合，实现了粗跟踪的自抗扰控制。实验结果表明：针对幅度在1°、频率在0.5~2.5 Hz间的外部位置扰动，传统的自抗扰控制器随着扰动频率的增加，扰动隔离度下降非常明显，2 Hz时的提升程度仅为0.5 Hz处的9.5%；而采用改进的算法使扰动隔离度至少提高了4.146 dB，且随着扰动频率的增加，扰动隔离度的提升非常稳定，2.5 Hz时的提升程度与0.5 Hz处几乎一致；此外，该方法有较好的鲁棒性，允许被控对象在20%的范围内变化。理论分析、仿真分析、物理实验均证明该方法的有效性，对类似的光电跟踪系统有一定的参考价值。

采用功率谱反演法与叠加低频谐波方式数值模拟静态湍流相位屏，并根据湍流冻结理论仿真了动态湍流相位屏。采用液晶空间光调制器(LC-SLM)在实验室内搭建了大气湍流信道仿真平台，进行了Kolmogorov湍流模型下，不同湍流强度的激光大气传输模拟研究，对比分析了实验结果，与理论较为符合。同时实验研究了不同模拟湍流强度下激光通信误码率的响应关系，这对实验室内评估实际激光通信系统的性能具有重要应用价值。

采用液晶空间光调制器在实验室内进行激光大气传输模拟研究。基于均匀 各向同性的Kolmogorov湍流模型,利用Zernike多项式法生成静态相位屏,利用湍流冻结法生成r0=0.1 m 和r0=0.05 m不同湍流强度下的动态湍流相位屏,并实时加载在液晶空间光调制器上。分析得到,接收端 的对数光强概率密度分布趋近于正态分布,拟合确定系数均在0.9以上；到达角起伏方差分别为σ1=7.1μrad 和σ2=7.49μrad且光斑中心集中在2个像素以内。实验结果与实际外场情况相符合,达到了较好的室内模拟效果。

针对无线光通信对快速、精准的光束对准技术需求，为减小系统链路建立时间，增加捕获可靠性，提出将GPS技术应用于光通信实验系统中。以TMS320F2312为控制核心，可根据实时GPS坐标解算出需调整的方位及俯仰角，进而驱动二维转台完成初始捕获，据此进行了多次初始捕获实验。结果表明，采用GPS导航定位技术，可快速实现信标光的初始捕获，且具有较高的捕获成功概率。

针对空间无线光通信中捕获、瞄准和跟踪(ATP)技术的粗跟踪系统对信标光斑实时准确跟踪需求, 为项目进一步工作提供基础, 搭建了无线光通信的粗跟踪模拟实验系统, 介绍了实验所需硬件的相关参数及实验方案, 基于模糊PID控制策略进行了不同速度下的一维模拟跟踪实验。结果表明, 跟踪误差随着模拟仿真台的运动速度的增加而增大, 但始终满足于粗、精跟踪嵌套精度需求。