位置敏感探测器（PSD）是一种光能/位置转换器件,具有响应快、分辨率高、成本低等诸多优点,在目标定位跟踪领域得到了广泛应用。但传统PSD应用在目标定位跟踪系统中模拟电路占比太高,导致系统跟踪精度和抗干扰能力不足。针对此问题,本文以光电跟瞄系统在模拟战场环境中的应用为背景,采用数字化信号处理电路和跟踪伺服控制模块研制基于PSD的数字化目标定位跟踪系统。主要研究内容如下:（1）分析了PSD的性能指标、误差影响因素及解决措施,建立PSD光斑位置检测的数学模型,对背景光引起的测量误差及系统调制解调技术进行深入研究。针对PSD在测量输出时存在非线性畸变误差的问题,提出采用三次样条插值算法进行校正。为了避免激光器输出受到环境噪声以及背景光等因素的影响,采用正弦调制解调方法对激光器输出进行处理。（2）完成系统总体结构设计,包括对激光器发射模块的选型、PSD信号处理电路模块设计、单片机处理模块设计、伺服控制系统模块实际、编码器模块设计等。系统首先将PSD输出电流转换为便于采集的电压信号后,通过DMA方式采集多路ADC信号进行处理,然后通过FFT变换得到信号的频谱信息,根据频谱信息恢复出该频率的时域信号,采用PSD位置探测器偏差信号作为反馈,结合跟踪转台编码器角度信息,采用积分分离式PID控制算法控制伺服电机带动转镜跟踪目标靶球。（3）完成PSD输出性能的测试、光斑位置解算测试、二维跟踪转镜角度测试。采用三次样条插值算法对PSD的非线性误差进行校正,校正后角度误差控制在0.4′内,误差降低了5%左右,表明该算法能够很好地实现PSD的非线性畸变校正。对跟踪伺服控制系统进行理论分析和建模仿真,采用MATLAB/Simulink对电流-速度-位置三闭环控制系统建立数学模型进行仿真,通过仿真分析得,三闭环伺服控制系统阶跃信号响应曲线的超调量δ≈20%,加入干扰后稳态误差不超过系统参考输入的0.2%,具有良好的稳态性能和跟踪性能。（4）搭建硬件平台对系统跟踪能力进行测试。通过实验验证得,当在2m~2.5m距离范围内跟踪伺服控制系统的方位俯仰角速度≤15°/s,方位俯仰角加速度约50°/s2。该系统可以精确地跟踪1m~35m范围内目标靶球的移动,在10m时,跟踪精度为0.44′,跟踪最大角速度为1.93°/s;在35m时,动态跟踪精度为0.13′,最大工作角速度很小,只有0.56°/s,系统具有良好的跟踪性能,满足系统设计要求。