大多数的激光发射系统会受制于瞄准误差的影响，使得发射光束的中心偏离靶目标，造成能量传输损失和系统性能下降。光束瞄准系统一般利用成像或相位探测的方式来测量信标光和发射光的方向，通过控制发射光束方向来实现光束瞄准。实际瞄准系统中，目标通常处于运动状态，需要在光束发射方向上引入提前角，如何评价光束的瞄准性能是一个普遍存在的难题。本文主要研究基于目标照明回光测量的瞄准误差估计技术和视轴误差校正技术。　　本文中首先对几种现有的基于目标回光序列的瞄准估计算法进行了介绍和分析，然后根据光波大气传输的闪烁理论，提出一种适用于大气湍流条件下的修正矩匹配法用来估计瞄准误差。这种方法以弱湍流为基础，假设湍流引起的光强起伏符合对数正态分布。　　为了对各种估计算法进行验证，建立了一套目标照明回光传输数值仿真系统。整个物理过程为激光束发射，光波传输到靶平面，光束照射到目标上产生漫反射，散射光在空间中自由传播，在发射端附近设置一个回光探测器收集目标散射光，得到回光信号序列。如果传输路径上存在大气，还要加上大气湍流的影响。　　利用数值仿真系统对瞄准估计算法进行验证，通过对仿真数据的分析得到各种算法的适用范围和估计精度。仿真结果发现，湍流条件下使用传统矩匹配方法得到的参数估计有明显的偏差，而修正矩匹配法可以得到明显的提高。文中同时还分析了视轴误差幅度、抖动强度和参与估计的数据点个数等因素对估计精度的影响。　　瞄准估计方法只能得到视轴误差的幅值，要进行视轴误差修正，还需要已知误差方向。本文对基于回光光强梯度的视轴误差校正技术进行研究，对该技术的校正精度进行了详细的分析，提出一种使用回光起伏RMS与回光均值之比来估算视轴校正残差范围的方法。利用回光光强梯度法在室内实验条件下进行了视轴误差校正实验，并将实验结果与理论分析进行了比较。　　为了研究实际大气环境中的回光强度梯度法，搭建了实际大气传输目标照明回光瞄准控制实验平台，包含了视轴误差校正子系统、自适应光学校正子系统和一个湍流传输通道。在实验平台上分别进行了单程大气传输和双程大气传输场景下，实现了基于目标照明回光的瞄准误差控制，将实际瞄准控制精度与理论分析的残差范围进行了对比。同时，分析了自适应光学系统开闭环对视轴校正的影响。　　基于目标照明回光的瞄准误差估计算法得到的估计结果都是经过光斑尺寸归一化的，光斑尺寸是一个非常重要的参数，在基于回光光强梯度的视轴误差修正方法中，修正残差精度也会受到目标尺寸和光斑尺寸的影响，所以靶平面处的光斑形态和尺寸是很重要的参数。本文最后研究一种基于扫描回光探测的光斑参数测量方法，将目标作为单探测器，通过发射光束的二维扫描获取光斑的各个部分的信息，然后利用解卷积方式复原出光斑图像。文中分别通过仿真和实验对这种方式进行了验证。