随着现代科学技术的迅速发展,激光以其高方向性、高频率、高能量和高相干性等优点得到更加广泛的应用。激光在空间传输基本上不受大气的影响,用激光来实现追踪航天器(简称追踪器)和目标航天器(简称目标器)在中近距离之间的动态实时联系,有很大的优越性。美国、日本、西欧和俄罗斯等都已开展这方面的工作。实现空间交会对接有多种途径,采用激光搜索跟踪方法,可以完成航天器之间的激光导航和激光通信,包括语音通信和数据交换,同时,追踪器对目标器的主动激光雷达功能还可提供彼此之间的相对距离、速度等数据。因此,开展空间交会对接中激光搜索跟踪的研究具有十分重要的意义。第一章首先分析了国内外空间交会对接的研究现状及发展趋势,同时对空间交会对接激光应用现状及发展趋势进行了重点分析,然后叙述了空间交会对接激光装置组成、功能及其原理。第二章对空间交会对接激光装置中的激光搜索跟踪关键技术,如激光通信导航一体化技术、优化的激光搜索跟踪技术、角误差获取技术、双模控制技术、激光搜索跟踪去耦技术和空间交会双向互动跟踪简化分析技术进行了分析。第三章我们主要分析了激光搜索跟踪系统中角误差信号获取灵敏度、角分辨率以及影响角误差信号获取的因素,研究了激光搜索跟踪中角误差获取系统的实现方法,设计了由天线和探测子系统、四象限角误差信号处理子系统以及CCD图像处理子系统三个部分组成的激光搜索跟踪系统,给出了原理框图和部分试验结果。第四章分析了随动系统,包括伺服控制、伺服驱动和天线平台的指标,对器件进行了选型,给出了随动系统各级数学模型,然后对搜索回路和跟踪回路进行了设计,通过仿真,得出了双模控制,即经典控制器和模糊控制器协调工作的控制方案。第五章建立了激光搜索跟踪的数学模型和仿真软件,介绍了仿真软件的功能、使用以及部分仿真结果。第六章总结了作者在激光搜索跟踪方面的研究工作和主要观点。