激光通信是极具潜力的宽带卫星通信方式,而APT的性能直接影响卫星激光通信的成败。在APT系统中,高精度、快速和强抗噪声的激光光斑图像定位方法是卫星激光通信中关键技术之一。本文根据日本和欧洲卫星激光通信实验测试的光斑信号分布和我们自己的实验结果建立了目标模型:目标占4×4 pixels左右,大小为128×128 pixels的非对称光斑图像。并根据该模型比较了不同定位方法,提出了宏像素方法:先利用最大宏像素得到目标区域,然后利用改进的迭代公式得到最终的目标位置。本文定义了有效像素比r的概念,并利用它分析了噪声对确定非对称性激光光斑图像目标区域的影响,由此得到了最大宏像素和确定目标宏像素的限制操作。对目标模型,选择宏像素大小为36 pixels,目标宏像素扩大2个像素区域,可在较少的运算时间、较好的抗噪声能力间达到最佳化。在SNR为6 dB时,r值达到1。对于目标的精确定位,本文采用Zeev Z迭代质心的改进方法:通过对Zeev Z方法的权值函数、比例函数的改进和调整宏像素大小随迭代次数的变化方向,可明显提高算法的抗噪声能力。对于目标模型,当信噪比为-5 dB时,利用该方法得到的质心误差仅0.38 pixel。实验结果表明,利用宏像素方法可得到约2.5μrad的定位精度和约18 frame/s的处理速度,完全能够用在APT系统中。