A comunicação quântica espaço-terra possui longa distância de transmissão, existindo movimento relativo entre o satélite e a terra, o que eleva os requisitos de desempenho do rastreador quântico. Para melhorar a precisão do rastreamento e reduzir a taxa de erro da comunicação quântica, este artigo investiga o sistema de controle de rastreamento do rastreador quântico e compensa as perturbações totais que afetam a precisão do rastreamento. Primeiramente, são apresentados o enlace de comunicação quântica espaço-terra, o processo de comunicação quântica e seus fatores de influência. Em seguida, é construído o modelo matemático de movimento do rastreador quântico. Baseado no modelo matemático do rastreador, é projetado e proposto um algoritmo de controle preditivo auto-resistente a perturbações; para o problema de troca de modo, é proposto um diferenciador de rastreamento fracionário para otimizar a trajetória e reduzir o overshoot. De acordo com os resultados experimentais da comunicação quântica com o satélite "Mozi": o diferenciador de rastreamento fracionário aumentou a velocidade de captura do alvo em 22% após a troca de modo, o algoritmo de controle preditivo auto-resistente a perturbações proposto tem maior capacidade de resistência a perturbações em comparação com o controle PI tradicional, reduziu os picos de erros direcional do pitch, a precisão do rastreamento alcançou 2,9″, aumentou a recepção de dados de polarização quântica e a taxa total de erro foi reduzida para 1,18%. O algoritmo de controle proposto pode melhorar ainda mais a precisão do rastreamento do rastreador quântico, reduzir a taxa de erro e atender aos requisitos de precisão da comunicação quântica espaço-terra.

Rastreador quântico;Comunicação quântica;Controle preditivo auto-resistente a perturbações;Diferenciador de rastreamento fracionário;Sistema de controle de rastreamento