1、象探測器(QuadrantDetector,QD)是一種以“光生伏特效應(yīng)”為核心的位置探測器，由于其具有探測靈敏度高、信號處理簡單和抗干擾能力強等優(yōu)點，在軍事、測繪、天文、通信、工程測量等許多領(lǐng)域都得到了廣泛應(yīng)用。象探測器定位算法已有多種，在不同的光斑模型下，算法的線性范圍、靈敏度等均有差異。實際應(yīng)用中會對測量性能有不同的要求，因此對實際光斑模型下的不同算法進行仿真比較，找到最能滿足應(yīng)用需求的算法以提高探測系統(tǒng)的測量范圍、測量精度等是一

2、項重要工作。傳統(tǒng)定位系統(tǒng)模型多為能量均勻分布或高斯分布的圓形光斑，多采用加減算法和對角線算法，并使用硬件方法實現(xiàn)，不僅增加了成本、局限了算法的使用且誤差較大，系統(tǒng)靈活性差。
　　 本論文主要以四象限探測器為對象研究了光斑中心定位算法，做了如下相關(guān)工作:
　　 (1)對常用的光斑中心定位探測器CCD、PSD和QD進行了比較，分析了各自的優(yōu)缺點，為探測器種類的選擇提供了參考。介紹了象探測器的主要性能參數(shù)，為具體應(yīng)用中象探測器

3、的選型給出了依據(jù)。
　　 (2)結(jié)合實際使用的激光器及四象限探測器性能參數(shù)，設(shè)計了包括中性衰減片、光斑壓縮部分（倒伽利略系統(tǒng)）和光斑調(diào)節(jié)部分（柱面鏡）的光學系統(tǒng)，能夠得到一半軸長度為1.248592mm（四象限探測器邊長6mm），另一半軸長度連續(xù)可調(diào)的能量高斯分布的橢圓光斑，為算法仿真提供了光斑模型。
　　 (3)研究了四象限探測器的加減算法、對角線算法、△/Σ算法和對數(shù)算法。在此基礎(chǔ)上建立了能量為均勻和高斯分布，形狀為

4、圓形、橢圓形的光斑模型的中心定位算法。分析了影響四象限探測系統(tǒng)探測精度的因素。
　　 (4)討論了四象限探測器的加減算法、對角線算法、△/Σ算法和對數(shù)算法的應(yīng)將電路連接方法。使用已有的硬件系統(tǒng)測量了能量高斯分布的圓形光斑的定位數(shù)據(jù)，并用擬合的方法得到了實際的定位曲線。
　　 (5)假設(shè)光斑半徑為r，在討論的四種算法中，使用加減算法，線性范圍為2r，使用對角線算法，線性范圍會擴大到2(√2)r。對角線算法線性范圍最大，但仍