自由空间光通信、主动照明以及目标探测与识别等光电系统中都需要利用光束进行瞄准指向。一般的光束瞄准指向系统光轴都会受到随机误差和系统性偏差的影响,它们分别被称作抖动和偏差。抖动主要来源于光学器件的机械振动和光束在大气传输过程中的扰动,此外还包括光束传输过程中的其它扰动因素。偏差通常是光学未对准引起的静态误差或控制误差。一般在系统中,为了减弱抖动和偏差的影响,光束在远场目标处的光斑尺寸通常会远远大于抖动和偏差,以保持目标处可接收到光能量。但是为了提高远距离目标上接收的能量,通常希望光束保持得尽量小,这时抖动和偏差的作用就会凸现出来。如果抖动和偏差较大,就容易造成光斑偏离目标,最终导致目标处接收光束能量的减小。　　 在实际系统中光束瞄准存在着不可确定性,特别是目标上没有安装瞄准信号传感器的时候,问题就更加严重。对于非合作目标,瞄准偏差的检测较为困难,扫描技术可以被用来确定偏差的大小,但是在某些特定的条件下,瞄准系统不能够对目标进行扫描。如果抖动和偏差能够被实时测量,在瞄准系统中利用测量的结果进行补偿,可以消除抖动和偏差,提高瞄准系统的性能。　　 本文介绍了一种新的光束瞄准测量方法,该方法建立在光束远场光强的高斯分布和光束抖动的高斯分布基础上,对接收到的回波信号进行统计,得到瞄准光束的偏差和抖动。该方法需要探测到目标反射的回波光子能量,对回波信号强度或能量值进行针对性的统计分析,使用统计结果实时补偿光束的偏差和抖动,达到精确瞄准的目的。在对基于回波瞄准原理分析的基础上,本文建立了回波瞄准系统的仿真分析模型。运用该模型,对lukesh等人提出的估计方法进行了数值分析和模型仿真。根据分析结果,提出了统计光束偏差的积分估计法,同时搭建了相应的实验验证平台,对该方法进行了验证,其实验结果与数值仿真结果基本一致。