人造信标弥补了自然信标自适应光学望远镜系统天空覆盖率不足的问题。相对于钠信标和瑞利信标而言,激光照明信标解决了这两种信标的聚焦非等晕性及整体倾斜探测问题,具有更好的性能。但是由于大气湍流、噪声以及系统自身装配等因素的影响,激光照明信标光将在波前传感器上形成多噪声弥散光斑,降低了波前探测质心提取的精度。因此,研究如何提高激光照明信标光斑的质心提取精度具有重要的意义。首先,本文基于自适应光学望远镜系统,从理论上介绍了钠信标和瑞利信标的局限性,激光照明信标相对于它们的优势。其次,本文介绍了夏克-哈特曼波前传感器的工作原理,基于它分析了天光背景、CCD读出噪声、光子噪声及背景暗电流等噪声的产生原因,以及这些噪声对光斑质心提取的影响。然后,本文介绍了窗口法、减阈值法、窗口减阈值法及Top-hat形态学滤波等多种提高光斑质心提取精度的方法及其原理。最后,本文详细仿真了不同噪声、不同信噪比及不同大气相干长度下激光照明信标光斑的质心提取,对比分析了各方法的适用条件及精度。本文研究的重点是针对多噪声弥散激光照明信标光斑,分析哪一种质心提取方法的精度最高,并提出一种新的质心提取方法以提高质心探测精度。为此,本文对激光照明信标光斑进行模拟仿真,分别采用窗口法、大津法、窗口减阈值法及Top-hat形态学滤波法对不同噪声、不同信噪比条件下的单孔径理想光斑进行质心提取,分析以上四种方法对CCD读出噪声、光子噪声、天光背景及暗电流噪声的去除效果。针对多噪声弥散激光照明信标光斑的质心提取,提出了一种基于Top-hat形态学滤波和窗口减阈值相结合的新方法。采用窗口法、大津法、窗口减阈值法、Top-hat形态学滤波法及新方法对不同大气相干长度下的多噪声单孔径理想光斑、单孔径弥散光斑、全孔径弥散光斑进行质心提取仿真分析。除此之外,为深入研究新方法的性能,本文还对不同信噪比多噪声全孔径弥散光斑质心提取进行了仿真分析。本文通过理论与仿真分析得出结论:针对多噪声弥散激光照明信标光斑,当大气相干长度r₀≥7cm时,基于Top-hat形态学滤波和窗口减阈值相结合的新方法质心探测误差比窗口法、大津法、窗口减阈值法及Top-hat形态学滤波法都低。新方法能有效提取激光照明信标光斑,提高质心探测精度。论文研究内容对激光照明信标光斑的质心提取提供了一定的技术基础。