自由空间光通信（Free Space Optical Communications）是指以激光为载波的在大气或真空中传播的通信技术。自由空间激光通信既具有重量轻、体积小、频带宽的光纤通信的优点，又具有大通信容量的微波通信的优点，同时具有高速传输、抗干扰能力强的优点，因此在通信领域备受关注。随着光纤技术的进步，光纤器件在激光通信系统中的应用越来越广，而基于光纤技术的激光通信系统能够高效通信的关键是将空间光高效地耦合到单模光纤中。然而在通信过程中，常常伴随着各种各样的干扰，如平台振动、大气湍流、噪声扰动等，使得聚焦到焦平面的光斑与单模光纤不能很好的对准，影响通信质量。
　　入射光经章动快反镜（fast steering mirror，FSM1）反射，再经耦合透镜聚焦在焦平面上，使光斑在焦平面做圆周运动。根据光电探测器的输出信号设计偏差的校正方案，并控制补偿快反镜（fast steering mirror,FSM2）校正偏差，这样的系统称为基于章动扫描的耦合系统。该系统的核心是如何快速且精确地计算章动扫描中心在光纤端面的偏移量（本文中称为章动中心偏移量），也就是待校正量。本文提出一种新的计算光纤端面的章动中心偏移量的方法，来实现快速且精确地补偿章动中心偏移量的目的。
　　本文的主要研究内容有：介绍卫星激光通信及光纤耦合技术的国内外发展现状；研究单模光纤耦合的原理，推导光纤耦合效率随各类偏差变化的关系式；研究激光章动的基本原理；提出一种基于章动扫描的章动中心偏移量计算方法；分析各参数的选取对该方法性能的影响；利用MATLAB软件及LabVIEW建立单模光纤端面校正章动中心偏移量的仿真模型，动态仿真结果表明，跟踪误差为±0.1μm，校正后的耦合效率稳定在70%左右。