随着卫星激光通信的发展,低轨卫星搭载通信载荷逐步向轻量化、低功率的方向发展。空间激光通信无信标捕跟技术舍弃了经典空间激光通信中的信标光及相关组件,使用小束散角的通信光进行扫描捕获,与之相比大大降低了重量、体积和功耗。在空间激光通信中,捕跟技术是搭建通信链路的核心技术,而有效的光斑探测技术是捕跟系统中的关键,可确保链路顺畅,增强捕跟系统稳定性。本文介绍了无信标捕跟技术的原理,工作流程以及系统特点,并对其中核心环节进行了分析。通过对无信标捕获系统工作原理的研究,选择了适合无信标系统的捕获策略。主要对捕跟系统中的探测技术进行研究,分析了成像系统中影响光束探测捕获跟踪的因素。对其中产生的盲元、非均匀性等影响图像质量的问题进行研究,选取了合适的检测及补偿方法。设计了滤波算法和基于近红外光束位置检测的算法并对成像定位系统进行了硬件设计与实现。搭建室内实验系统,测试了系统中相机的性能参数。进行室内跟踪实验,完成无信标跟踪实验,通过滤波、校正和光斑中心坐标计算等处理,相机输出的脱靶量经由串口发送至伺服控制单元,完成光斑脱靶量的解算,进而控制振镜完成光束精跟踪,将光斑控制于相机视场中心,通过闭环伺服系统建立稳定的激光链路,系统跟踪误差优于6μrad。