迅速发展的科技给现代通信网络带来了信息拥挤阻塞的压力,而新一代空间卫星激光通信因其快速高效的突出优势得到高度重视,逐渐成为未来通信技术发展的主要方向。探测器采集到的光斑位置信息是指导卫星激光通信终端实时调整天线的对准角度、实现高精度跟踪的重要信息。因此只有提取光斑的精确位置才能提高瞄准捕获跟踪精度,保证整个通信系统的正常运转。本文的主要研究内容是提高激光光斑的位置提取精度。调研了卫星激光通信技术及系统的发展历程和研究现状,同时对激光光斑位置提取技术及算法进行了广泛调研,总结调研的文献可以知道影响激光光斑位置提取精度的因素有很多,比如激光入射角度、通信信道、图像噪声等,故本文要探究这些因素与激光光斑的位置提取精度之间的关系,选择合适的计算光斑位置的算法,以达到光斑亚像素的位置提取精度。具体工作主要有以下几个方面:1、重点分析了卫星激光通信终端接收到的成像光斑的密度分布和物理特性,分析了最常用、最经典的形心法和质心法的特性,这两种算法计算简单、计算时间短,同时具有较高的计算精度,在此基础上采用圆拟合法和Zernike矩法进一步提高计算精度,通过模拟实验的计算结果可以得到这两种算法的计算精度更高且计算结果更加稳定。2、研究了影响激光光斑位置提取精度的关键因素。包括通信信道对光斑特性的影响、激光光斑能量中心位置和激光尺寸与测量误差之间的关系以及激光入射方向对激光光斑位置的影响。同时分析了不同的噪声对光斑位置提取精度的不同影响,采用自适应中值滤波和基于小波变换的阈值去噪两种算法来克服误差,对这两种去噪算法进行了数学分析,并使用MATLAB软件对采集到的光斑图像加入噪声,研究对比这两种算法的去噪效果,指出自适应中值滤波对随机噪声有很好的滤除效果,基于小波变换的阈值去噪能很好地处理高斯噪声带来的干扰。3、对亚像素细分算法进行了研究,选取灰度值梯度变化大的区域进行插值不仅能节省平台资源,同时能有效提高算法精度;选择合适的插值方法能在提高精度的基础上减少计算时间;选取适当的插值点数不仅能减小计算误差,还能减少计算量。从插值方法、插值位置以及插值点数三个方面对插值算法进行了模拟实验探究,得到了一个最优插值策略。4、对本文提到的算法进行了模拟实验,探究位置提取算法的性能与曝光时间之间的关系,可知适当延长曝光时间可以提高系统的信噪比,进而减小噪声的干扰,提高位置提取精度。并通过对捕获的激光光斑图像进行处理,验证了算法的提取精度。总的来说,本文对提高激光光斑位置提取的精度进行了研究,并得到了较好的效果,对于卫星激光通信系统的准确定位和跟瞄具有重要意义,有利于保证整个通信系统的正常运转。