星间光通信是极具前景的通信方式。由于星上环境复杂,通信距离遥远,而可靠的光通信对跟瞄精度要求很高,所以,捕获、跟踪和瞄准(ATP)技术成为实现星间光通信的关键和难题。跟踪技术是实现整个ATP功能的核心,捕获是建立通信链路的前提。因此,对星间光通信ATP中的捕获和跟踪技术研究非常必要。　　本文简要介绍了星间光通信及ATP技术的概念、关键技术、发展现状和趋势、ATP系统的基本构成、以及各个部分的相关技术;根据卫星轨道计算出不确定区域的大小、根据光电器件参数计算信标光发散角,并详细讨论了捕获中的关键技术,如捕获概率、捕获时间和扫描方式,然后运用计算所得参数在实验室模拟星间捕获过程和对不同扫描方式的性能比较。　　在星间光通信跟踪方面,本文根据国外测得的卫星振动数据对卫星振动特性进行了分析,并从控制论原理出发,讨论了ATP跟踪系统的控制环结构,分析了包含粗、精控制环的复合控制轴的工作特性以及优点;接着本文详细阐述了以光束偏转器为控制机构的精跟踪原理和要求,设计了一个完整的ATP系统,并对ATP系统各个部分的实现进行了详细讨论;设计了一种便于跟踪的四象限探测器的结构。　　最后,本文介绍了以DSP为ATP控制器的ATP实验系统,对各个模块的电路进行了详细说明,并测试了此系统的跟踪性能,分析了此ATP实验系统的性能不足的原因。此外,给出了实验系统主函数流程图和PID控制程序的实现。