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国家天文台兴隆基地实现与“墨子号”天地对接，图为兴隆观测基地1米望远镜（左）
日前，“墨子号”量子卫星与地面站通信试验照片公布，红光与绿光的对接显得格外科幻。据专家透露，“这其实是使用高功率激光来实现跟踪瞄准——下行光用来校正接收望远镜的角度，上行光用来校正激光器的角度。上下行光谱原则上有差异即可，目前选择红光和绿光只是工程实现方便”。那么，在自由空间量子通信中使用的跟瞄技术到底是怎么一回事，其中又有哪些奥秘呢？
什么是APT
“墨子号”量子卫星与地面站之所以能够实现比较科幻的通信试验，其关键技术就在于APT技术。为了能在卫星与卫星之间或卫星与地面站之间实现可靠通信，首先要求一颗卫星能捕捉到另一颗卫星或地面站发来的光束，称之为信标光，并将该光束会聚到探测器中心，这个过程称作捕获体（Acquisiton)。捕获完成后，接收方也要发出一光束，要求该光束能准确地指向发出信标光的卫星，这个过程称作指向（Pointing)。发出信标光的卫星接收到此光束后，也要相应地完成捕获过程，才能使两颗卫星或卫星和地面站最终达到通信连接状态。为保证这两颗卫星或卫星与地面站一直处于通信状态，必须一直保持这种精确的连接状态，这过程称作跟踪口（Tracking)。人们称以上的捕获、指向及跟踪过程为APT技术。
由于光通信中的通信光束非常窄。因此，为了确保接收方能够接收到足够强的信号能量，必须要保证通信光束与系统光轴的误差控制到误差范围以内，APT技术正是确保了这一高精度要求。因此，APT技术在星间激光通信中扮演着极为重要的角色。
APT系统的结构
APT系统可分为粗瞄准（粗跟踪）子系统、精瞄准（精跟踪）子系统和信号处理及控制子系统。粗瞄准（粗跟踪）子系统主要完成捕获、对准和大视场的跟踪，粗瞄系统实质为一个两轴光学伺服转台，可带动光学天线进行大范围的运动，但是带宽较小，跟踪定位精度较低。精瞄系统用于对目标进行精瞄准和精跟踪，通常是由压电陶瓷或音圈电机驱动，精瞄系统带宽大，精度高，但是运动范围较小。所以通常将粗瞄系统和精瞄系统组成复合轴控制系统，从而可以进行大范围、高精度、快速地定位和跟踪。信号处理及控制系统负责根据光电编码器和CCD传感器反馈的信息对粗、精瞄准（跟踪）子系统进行控制。
