随着现代科技的逐步发展,在目标方位测量、末制导武器、激光通信与准直等诸多领域对于目标的跟踪和定位精度的要求越来越高。本课题主要对常用于定位系统的四象限探测器(QD)的特性进行分析,因其具有低噪声、高灵敏度和高带宽等特点,在目标跟踪、定位以及准直系统中应用广泛。　　 本课题来源于实际工程项目“基于QD的位移测量系统研制”,该项目主要由基于QD的位移测量系统误差校正方法研究、基于QD的高精度定位算法研究、基于QD的位移测量系统的装置研制三个部分组成,本课题承担的是第二部分的研究内容,基于QD的高精度定位算法研究。　　 本课题首先对QD的工作原理以及定位原理进行研究,从理论上分析了影响QD定位精度因素。目前,通用的QD定位算法在对光斑中心进行定位时,采用的光斑的能量分布模型一般为均匀的,并且对于误差信号与光斑位置之间的关系采取线性近似的处理方法。利用Matlab对此算法进行仿真分析得出算法本身产生的误差对定位精度的影响占据主导地位。针对通用定位算法存在的不足,本论文在研究通用算法的基础上,提出了一种基于高斯光斑模型的高精度定位算法,用于准确、快速的探测光斑位置信息。　　 本论文详细阐述了高精度定位算法的原理和具体实现过程,并利用Matlab对算法进行仿真。通过对两种算法的仿真结果分析得出,在利用QD进行目标跟踪定位时,高精度定位算法的精度小于0.2μm,相比于通用算法170μm的误差得到了很大的提高。　　 采用QD系统进行光斑中心位置定位时,器件的性能和探测精度不止是受到定位算法的影响,暗区宽度以及光斑尺寸都会对四象限探测器工作性能产生影响。本文通过仿真得出:光斑大小会对探测器灵敏度和探测的动态范围产生影响;暗区宽度越宽,对QD定位精度的影响越大。