提出了一种白天信标光图像跟踪算法。分析了太阳光反射进相机视场的噪声以及探测器噪声在空域和频域的特点,使用两个频域滤波器检测候选区域。研究结果表明,所提算法具有较高的精度、较快的速度以及较高的可靠性,可用于白天环境下星地信标光的跟踪探测。

基于量子导航定位系统的工作原理和过程,设计了其光学信号传输系统,分析了系统中的 部件特性及选型。在给定的相关参数及期望性能指标下,结合各关键部件的特性设计了光学信号 传输系统的具体实现方案,包括捕获跟踪瞄准系统中的光学天线、二维转台、粗跟踪探测器、快速反 射镜、精跟踪探测器及HOM干涉仪中的单光子探测器,为量子导航定位系统中光学信号传输系统仿真实 验平台的建立和硬件系统的实现,以及定位精度的进一步提高打下了基础。

根据激光通信及共口径技术基本原理,对共口径自由空间激光通信光学系统的参数进行了分析,并设计得到了一套离轴式共口径激光通信光学系统。系统光学天线采用离轴两反结构,有效通光口径为160 mm,光束压缩比为10∶1,跟瞄系统采用无焦望远结构,最大跟踪视场为±1 mrad,最佳跟踪精度为2 μrad。利用Zemax软件对系统进行了光线追迹和性能分析,结果表明系统性能优良,波像差优于0.1λ(λ=632.8 nm),并且结构紧凑,公差合理,装配简单,能满足实际应用的需求,对实现中地球轨道(MEO)自由空间激光通信具有一定的工程意义。

为了提高机动车载跟瞄发射系统的瞄准精度，提出在其发射光路中引入快速反射镜来修正发射激光的方向。研究了快速反射镜激光指向修正量和粗红外跟踪脱靶量以及反射镜空间实时绝对角度的关系，结合激光发射光路和红外跟踪光路的结构特点，提出了将船摇坐标变换理论应用到快速反射镜激光指向修正量的解算中。建立了快速反射镜激光指向修正量与粗红外跟踪、快速反射镜空间位置的关系，并通过MATLAB编写了M函数，建立了SIMLINK仿真模型。基于仿真模型得出了激光指向修正量与快速反射镜转角的关系数据以及在快速反射镜工作范围(± 6′)内的简化公式。试验结果表明: 该解算算法正确，解算精度较高，最大静态解算误差为2.9″; 载车在三级公路上以20 km/h的速度跑车时，激光指向的控制精度为方位角11.65″、俯仰角15.38″，均满足项目指标要求。

针对三自由度光电跟瞄平台系统状态不可完全观测的特点,进行可观测结构分解.对可观测部分设计H∞滤波器,并结合状态反馈H∞稳定控制对所设计的H∞滤波器进行仿真研究.结果表明,在噪声统计特性存在不确定性的条件下,H∞滤波器能很好地观测系统的状态,并且达到较好的滤波效果,具有一定的鲁棒性.

介绍了天基激光**系统的概念、组成、应用和关键技术, 分析了激光对目标的杀伤程度, 并给出了相应的参考阈值。针对系统的关键问题提出一些解决方法, 包括高能激光器的研制和种类, 大口径反射镜研制技术和结构形式, 以及天基目标捕获跟踪瞄准(ATP)系统精度的影响因素和提高精度的方法。通过对天基激光**系统发展的研究, 为该系统的进一步发展和精度的提高提供研究方向和理论基础。