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跟瞄系统的高精度对准和保持是进行星地激光通信试验的前提;单光子捕获概率和误码率是星地激光通信试验能否成功的关键指标。本文主要对星地激光通信试验跟瞄系统和单光子捕获概率及误码率进行仿真。 本文结合星地激光通信捕获、瞄准、跟踪APT(Acquiring Pointing Tracking)系统原理与技术,论述了星地量子密钥试验跟瞄系统的组成和工作过程,对跟瞄系统进行总体层面的仿真,采用蒙特卡洛的方法仿真星地间捕获、瞄准、跟踪过程,重点分析了卫星在地面站视场中偏离地面站视场中心的角度偏差; 本文采用蒙特卡洛法仿真同步激光脉冲和单光子的发射、大气传输和探测器接收过程。论述了激光脉冲大气传输仿真方法,分析了影响单光子捕获概率和误码率的各因素模型,详细分析了大气衰减、系统指向误差、大气湍流、单光子探测器门限打开误差以及门限打开持续时间对单光子捕获概率和误码率的影响。 仿真表明,单光子捕获概率随着探测器开门持续时间的增加而增大,随着开门误差的增大而减小,随着跟瞄误差的增大而减小,而大气湍流则产生复杂影响,在实验中应尽可能提高跟瞄系统指向精度,以稳定和增大捕获概率;误码率随着探测器开门持续时间的增加而增大,随着跟瞄误差的增大而增大,大气湍流对误码率的影响则较复杂。