LISA(Laser Interferometer Space Antenna)是最具代表性的空间激光干涉引力波探测计划，它有望直接验证广义相对论，并为宇宙探索提供一种电磁波所不及的、新的窗口。精密指向和弱光锁相是LISA必备的两项关键技术，并需在1 mHz到1Hz频段内分别达到10nrad/√Hz指向稳定性和10pm/√Hz的锁相精度，以实现引力波探测。为实现LISA精密指向和弱光锁相技术的原理与方法学验证，本文主要解决以下科学与技术问题。如何筛选核心器件与方法学，并实现地基模拟系统的设计与构建？如何评估地基系统核心功能模块，并分析限制系统表现的主要噪声？如何压制主要噪声，并实现系统优化？如何借助所构系统实现原理方法学验证和性能指标演示？精密指向系统的地面实现和扩展应用。当携带指向抖动和波前畸变的传播激光被远端航天器接收并与本地激光干涉时，激光指向噪声将耦合并主导测距噪声。精密指向控制技术能提高激光指向稳定性，压制指向噪声，是LISA的必备技术。　　本文设计了构建地基精密指向控制系统。通过对测角模块、控制模块、驱动模块和干涉模块的综合噪声分析发现，读出噪声是限制指向系统表现的主要噪声。因此，本论文在10 kHz到1 MHz的激光差频范围内，测量和优化系统读出噪声。在优选的40kHz差频下构建精密指向系统，以期在1 mHz-1 Hz频段内实现10nrad/√Hz的指向稳定性。另外，本论文将基于差分波前测角技术的精密指向系统应用于星间激光通信。设计集成精密指向技术的星间激光通信系统，并构建地基模拟系统。该系统在0.5 s内将大于100μrad的指向偏置迅速压制到优于100 nrad，具有良好的动态响应;将20μrad的指向抖动噪声控制在50 nrad左右，具有良好的指向稳定性。锁相控制系统的地面实现和深入模拟。500万公里的星间距和40厘米的望远镜直径，使直接反射式干涉仪终端接收光强仅为10-20瓦，无法实现光学探测。弱光锁相技术将高功率的本地激光相位锁定到经远程传播的入射激光，实现终端光强百皮瓦量级的放大，是LISA引力波探测的必备技术。为此，基于普克尔电光相位调制技术，本论文设计构建地基弱光锁相模拟系统，并在1mHz到1Hz频段内实现100pm/√Hz的锁相精度。通过对10kHz-1MHz差分频率下系统读出噪声的测量和分析，优选得到20kHz的地基锁相模拟系统，并实现10pm/√Hz量级锁相精度的提升。由于地基锁相系统受温度漂移噪声和读出噪声限制，尚未达到LISA锁相要求。考虑LISA利用弱光锁相技术将本地激光相位锁定到携带微弱信号与各类光学位置噪声和加速度噪声的传播激光的物理图像，利用Matlab/Simulink软件平台，构建LISA弱光锁相软件模拟系统，并利用地基锁相系统实验数据验证该模型的有效性。进一步，分析具体LISA噪声，如散粒噪声、频率噪声、指向噪声、时钟噪声等光学位置噪声和加速度噪声的频谱分布，借助反幅度谱密度分析方法，生成具备随机特性的上述时域噪声数据，并将其引入软件模拟系统。模拟结果表明LISA空间运行时，激光频率噪声是限制弱光锁相水平的主要噪声;通过TDI处理后，本地激光能很好的跟踪锁定传播激光，其锁相噪声主要受限于读出噪声，且优于10pm/√Hz的LISA要求，验证弱光锁相的可行性。