本文针对无人机激光追踪与能量传输系统进行了研究,无人机激光充电系统是包含了各个领域的综合性技术,通过参考和系统的相关要求使激光补给无人机充电系统达到高效率、高精度。在Matlab仿真平台与算例验证,对所提出跟踪瞄准策略进行仿真验证。论文主要工作如下:首先,通过APT技术是激光能够为无人机续航的提前保障,将激光补给无人机充能的跟踪系统化分为粗跟踪与精跟踪瞄准两个部分,首先通过利用粗跟踪部分对电池板反射回来的激光进行捕获分析,进而引入到精跟踪系统中使系统的跟踪残差进一步减小,并使跟踪精度满足无人机激光补给充能的要求。针对无人机上反射回来光斑脱靶量的问题,提出一种基于卡尔曼预测滤波算法的激光跟踪瞄准方法。在由粗跟踪轴调为精跟踪轴时,通过卡尔曼预测滤波算法对CDD光斑中心计算方法得出的坐标位置进行预测,预测出下一时刻需要跟踪位置的最优预测值。通过根据最优预测值来计算方位、俯仰方向的脱靶量,并通过算法其不停进行的“修正—预测—修正”的过程,提高脱靶量输出速度和无人机的跟踪精度。其次,从特殊情况下的无人机跟踪瞄准入手,当正常情况无人机需要充电时,机载端发出信号同时无人机自己主动飞到原先指定的空中范围内,通过地面端的激光器发射出激光与无人机距离适中方便充能。根据目前激光补给无人机系统的协作目标跟踪瞄准方法主要是通过角反射镜、LED与CCD组合来实现精确瞄准。但是当无人机遭遇特殊情况,无人机无法返回指定区域且补给站不方便移动时,此时就需要通过激光进行超远距离来对无人机进行充能。这种情况可能导致激光光斑的大小完全覆盖光伏电池板的情况,针对这个问题,本文提出了一种新的跟踪瞄准方法。并通过算例验证的方法,证明了此法的可行性。从而使激光充电系统更加完善。最后,本文介绍了无人机远程激光充电系统组成及其工作原理,给出了无人机长时间工作模式。对激光补给无人机整个充电过程做出说明,提出了其主要的关键技术在于两个方面:激光的发射与接受技术与激光充电系统的APT技术。对无人机充电系统的转化效率做出详细分析和主要部件的设计方案,设计一个改进的高效率激光补给无人机充电系统。