无线激光通信(Wireless Laser Conununication,WLC)技术是一种强抗干扰、大通信容量的通信技术,是通信领域一种极为前沿,且关键的技术。但是,由于大气湍流、机械抖动等诸多因素的影响,使得无线激光通信链路受到极大的干扰,甚至会出现通信链路中断。这就需要一套捕获、跟踪和对准(Acquisition、Tracking and Pointing,APT)系统来建立通信链路并保证链路的长时间稳定、有效,而跟踪系统又是APT系统的核心,决定着整个系统的性能。因此,一个精度高、稳定性好的跟踪系统至关重要。本文主要完成的工作有:(1)数字式控制器设计方面,本系统结合系统本身的特点及外部环境,采用改进的PI算法作为系统的数字式控制器,达到对伺服电机稳定、有效的控制,并将GpRS模块引入跟踪过程中,作为系统的辅助通信模块,在系统实现闭环控制时对误差信号进行反馈,通过通信双端GPRS设备间的信息交流,快速了解通信双端的当前状态,实现对信标光的跟踪。(2)进行了跟踪系统的控制软件设计,软件功能包括有对伺服电机的控制,对远场光斑图像的采集、显示,以及对光斑信号的跟踪。系统对采集到的光斑图像依次经过预处理、图像边缘提取、标准圆拟合以及图形区域填充,最后,得到一个标准的圆形光斑灰度图作为提取误差信号的目标光斑。搭建实验平台,发射端发出信标光,由接收端的CCD相机进行采集,控制单元中的计算机进行光斑图像处理和伺服电机的控制,辅助单元GPRS模块进行误差信号的反馈,最后,完成了5.2km的外场跟踪实验,跟踪精度达5.4 μrad,验证了系统的可靠性。