用于LAGEOS测距的超短脉冲激光系统

本文报道一个Nd:YAG超短脉冲激光系统.该系统在1.06μm波长处的单脉冲输出能量大于100mJ.经倍频后获得0.53μm输出大于50mJ.该系统在上海天文台主镜为φ600mm的测距仪上使用,测到了激光地球动力卫星(LAGEOS),测距能力8000km,测距精度5cm左右.     

上海天文台第三代卫星激光测距系统

本文介绍了中国科学院上海天文台的第三代卫星激光测距系统的性能及三年来对LAGEOS,AJISAI和STARLETTE等卫星的实测结果.卫星轨道拟合和地面靶的测距试验均表明,本系统的卫星测距精度(均方差)约±5cm.     

激光测距卫星的点扩展函数研究

本文将非相干成象系统的点扩展函数概念引入到激光测距系统,详细推导出激光测距卫星的点扩展函数的基本形式,并分别计算了Lageos和ERS卫星的点扩展函数以及脉冲和点扩展函数作用后的强度分布,取得了非常好的结果.     

白天卫星激光测距系统的设计和实测结果

中国科学院上海天文台首次建立了一套白天卫星激光测距系统 .分析了白天强烈噪声的虚警概率和白天探测单光子激光回波的成功概率 ,详述了该系统的总体设计、性能参数、研制过程、采用的关键技术和卫星实测的结果 .     

上海天文台亚厘米级单次测距精度的卫星激光测距试验

2001年8月, 中国科学院上海天文台与捷克技术大学合作在上海天文台进行了亚厘米级单次测距精度的卫星激光测距试验. 采用皮秒事件计时器作为激光往返脉冲的时间间隔测量仪器, 配合原有的发射和接收系统, 对Lageos-1, 2, Starlette, Stella, Topex和ERS-2等卫星进行了测距试验. 分析表明: 对这些卫星的单次测距精度达到了7~8 mm. 为了对比, 原有的测距系统同时对这些卫星进行了测量, 单次测距精度为12~15 mm. 表明新测距系统的测量精度比原有系统提高了约80%. 同时还对原有测距系统的系统偏差进行了检测.     

Satellite laser ranging experiment with sub-centimeter single-shot ranging precision at Shanghai Observatory

The Shanghai Astronomical Observatory, Chinese Academy of Sciences, incollaboration with the Czech Technical University, carried out the experiment of satellite laser ranging with sub-centimeter precision in Shanghai in August 2001. A pico-second event timer was used for the measurement of the time interval between the transmitted and returned laser pulses for Lageos 1, 2, Starlette, Stella, Topex/Poseiden and ERS-2 in coordination with the existing laser transmitting and receiving system at the Shanghai Observatory. The analysis of the measurement showed that the single-shot ranging precision with these satellites is 7-8 mm. In order to compare ranging precision, the existing ranging system has tracked simultaneously these satellites and obtained the ranging precision of 12-15 mm. It means that the ranging precision with the new system is 80% better thanthe existing system. The systematic biases with the existing system have also been checked in the experiment.     

激光测距卫星的质心改正模型

卫星质心改正值(简称CoM,Center-of-Mass)是卫星激光测距系统中的一个重要参量,准确估算该参量有助于提高卫星激光测距精度.本文以Lageos卫星为例,应用概率理论以及卫星上的角反射器对光子的反射概率与反射器的光学截面成正比,建立了球形激光卫星的CoM数学模型,并计算了几颗球形卫星的CoM值,还对一般的情况进行了讨论.     

卫星激光测距中激光脉冲波形变化的理论分析及数值计算

分析了激光测距中脉冲波形变化的物理过程,给出了该变化的数学描述,讨论了脉冲波形变化对卫星质心改正(CoM)和测距精度(RMS)的影响,并对上述变化和影响进行了数值计算.计算结果揭示了激光脉冲波形在各种因素影响下产生变化的规律性,这对于毫米级精度的卫星激光测距系统的设计具有实际意义.