卫星光通信与微波通信相比,具有通信容量大、终端体积小以及保密性好等优点。卫星间光通信中的光束瞄准、捕获、和跟踪一直是急需解决的关键技术,其中捕获主要用于激光链路的建立以及链路中断时的恢复,并在尽可能短的时间内完成,捕获方案的选择已成为研究重点。在实际的卫星光通信过程中,尽管卫星平台的姿态控制精度在不断提高,但由于受到有效载荷和终端器件条件的限制,通过直接增大捕获信标光束宽和探测器视阈无法补偿卫星的姿态和轨道偏差,因此大多数情况下必须采用双向扫描捕获。本论文在单向扫描捕获的研究基础之上,提出了两种双向扫描捕获方案。首先详细介绍了两种双向扫描捕获方案的过程,并建立起了两种方案的理论模型,分别推导出了两种方案下的捕获概率和平均捕获时间的数学表达式。而后给出了两方案捕获过程中的最佳扫描范围,在综合平台性能和捕获概率的要求下,方案一要求两终端扫描范围相等,方案二要求终端A的探测视阈尽可能小,终端B的扫描范围尽可能大。同时,对影响双向扫描捕获性能的参量进行了分析,其中固定偏移量(由终端姿态、卫星轨道等引起的误差)对捕获的影响较大,而随机偏移量(有星上微振动等引起的误差)的影响较小,可通过增加扫描重叠度进行补偿。在理论分析基础上,通过Matlab/Simulink软件建立了双向扫描捕获仿真系统,针对不同参量采用Monte Carlo进行计算机仿真双向扫描捕获实验。根据对仿真数据的分析,对方案一进行了多场扫描改进,并给出了多场扫描中的最佳单场扫描范围和最佳扫描场次,改进后方案的捕获性能得到大幅提高。根据实验结果,在捕获概率大于98%的要求下,对于改进后方案一,当平台控制误差小于5.7mrad时,平均捕获时间小于3min,且当控制误差小于3.3mrad时采用该方案一为最佳;对于方案二,当平台控制误差小于7.5mad时,平均捕获时间小于3min,且当控制误差大于3.3mrad时,采用方案二为最佳。同时仿真实验也证明了理论模型和理论分析的正确性。本文的研究对卫星光通信捕获方案的选择和捕获系统的参数设计都具有实际意义,可作为今后卫星光通信捕获系统设计研制的参考和借鉴。