空间光通信以其高带宽、高码率、高保密性及抗干扰等优点成为光通信发展的新方向，目前已成为各国研究工作的热点。而窄的激光发射光束导致了光束对准中许多技术上的挑战，对捕获、对准和跟踪（Acquisition、Pointing、Tracking—APT）技术的研究也就显得尤其重要。本论文根据“863”专家组下达的关于空间光通信的高新技术的研究课题，拟配合系统总体设计，完成光通信精跟踪系统原理样机的研制，并能提供可靠的精度检测系统，为以后的空间站天基综合信息网的工程实现奠定基础。本论文对光通信精跟踪的技术进行了论述、分析，在此基础上提出实现十微弧度跟踪精度的精跟踪系统原理样机的设计方案，及能检测微弧度量级的检测方法，这主要基于CCD探测技术、DSP数字控制技术和数字图像处理技术。设计了一个与特定的CCD相机匹配的光学放大系统，从而可以获得高质量的激光光斑图像，通过数据采集对图像进行数字化，并进行了图像处理，滤除了噪声，分割了图像，利用DSP实现数字控制完成精跟踪的功能，同时编制了应用软件计算出光斑位置变化，从而可检测其精度。该原理样机和微弧度检测系统的研制是光通信领域内的一种新尝试和可行性研究，为以后无线光通信的研究提供了一条切实可行的途径。