激光通信大口径地面站作为激光通信的光电接收发射设备,其结构设计及轴系精度对整机性能十分关键,地面站的轴系精度直接影响了指向精度,其整机性能决定了通信质量,为了满足地面站的指向精度与成像质量要求,完成空间激光通信链路,需保证轴系晃动在指标范围内;通过国内外调研,对大口径总体方案及结构形式进行设计,针对轴系晃动问题,着重研究支撑结构方式及晃动模型,通过有限元和动力学仿真分析,为激光通信大口径地面站提供设计理论和验证反馈。本论文以激光通信大口径地面站为背景,对激光通信大口径地面站跟踪架结构形式及其轴系精度深入研究。首先,通过前期调研,建立地面站结构模型,设计了地平式跟踪架形式的大口径地面站,针对轴系晃动问题,经过对地面站方位俯仰轴系晃动误差讨论,建立两个轴系晃动的理论模型,可以得出轴系晃动与指向精度之间的关系,最终通过两者之间的关系,为研究轴系晃动误差确定方向。采用数学模型对其轴系精度进行理论计算,后用蒙特卡罗法对轴系晃动进行模拟仿真,最后得出轴系晃动满足3"指标要求。针对大型零件在受力情况下的变形,进行有限元分析,保证大型零件刚度的同时且轻量化;运用有限元方式对大口径地面站的大型零部件进行优化处理,后进行结构力学分析及模态分析,通过仿真模拟,判断零件变形对轴系晃动的影响及整体结构的稳定性。针对地面站动态特性对其性能的影响,对地面站进行了运动学分析和机电联合仿真,分析地面站在动态工作时的跟踪性能,并对地面站的伺服控制系统进行试验,测试了激光通信大口径地面站机构的跟踪性能,测试实验表明,其中最大跟踪误差为4.82’’,满足要求。