百kHz重复频率卫星激光测距

对卫星激光测距(Satellite Laser Ranging, SLR)回波数与重复频率、脉冲能量及功率关系进行分析,表明单位时间内相同激光回波数,重复频率越高所需激光脉冲能量和平均功率越低;同时对SLR单次测量精度及标准点数据精度进行分析,表明标准点时长内测距点数越多,SLR标准点精度越高。提出点火脉冲群与门控脉冲群收发交替的工作模式,解决超高重复频率后向散射光噪声对激光回波干扰问题。开发多缓冲区存储模式,使测量软件数据实时处理与储存效率提升4~6倍。基于中国科学院上海天文台60 cm口径SLR系统,以快速事件计时器、脉冲群生成器、低噪声单光子探测器等,采用脉冲间隔5 μs、单脉冲能量80 μJ的皮秒激光,收发交替脉冲群模式下实现100 kHz重复频率低轨至高轨卫星的SLR测量,近地星Hy2b标准点精度达到28.55 μm,远地星Galileo218标准点精度达到136.51 μm,为发展更高重频和高精度空间目标激光测距提供了有效方法。     

高精度事件计时器及其在卫星激光测距应用

高重复率卫星激光测距需采用事件计时方式记录激光发射和接收时刻,作为测距系统精密计时单元。本文介绍了事件计时器测量原理,以及上海天文台基于时间数字转换(TDC)和现场可编程门阵列(FPGA)所设计开发的高精度事件计时器。对该事件计时器性能进行了测试,计时精度优于10 ps,非线性误差在数皮秒内。利用上海天文台卫星激光测距系统,进行了事件计时器控制软件开发,对地面靶目标和卫星进行了观测。根据国际激光测距数据处理中心反馈,卫星测量误差达到国外同类事件计时器水平,满足卫星激光测距应用要求。     

高重复率卫星激光测距的关键技术及其进展

高重复率卫星激光测距技术通过采用千赫兹的发射频率获得更多的观测数据来提高测距精度,是未来卫星激光测距的发展方向.综述了国内外高重复率卫星激光测距系统采用的关键器件及技术的研究现状,并展望了系统未来的发展趋势.     

高自动化卫星激光测距系统研究与设计

卫星激光测距(SLR)技术因测量精度高而广泛应用,但由于涉及多门学科领域使得系统复杂,制约了自动化水平提高,影响着该技术的发展和推广应用。基于上海天文台SLR系统平台,分析了SLR的操作流程,提出光学系统、伺服系统、控制系统及远程监控管理系统等自动化发展方向,设计了角秒级精度光束指向瞄准方法,研制了精度为1″的小型化伺服控制系统,实现了观测模式的快速切换,并搭建远程监控管理系统,使整个SLR系统的自动化能力得到提高,减少了人力操作,提高了观测效率。应用上述研究成果,在国内成功进行了SLR的远程控制实验,实现了SLR系统的异地操作和监控,为SLR的全自动化及远程控制应用奠定了技术基础。     

小型高重复频率TEACO2激光器的研究

本文叙述了一种小型高重复频率TEACO2激光器,其激光模式为TEM00,远场发散全角≤4mard,基模激光能量87.8mJ,脉冲宽度36.5ns,基模激光峰值功率>0.9MW,激光重复频率130Hz(最高重复频率255Hz),能以50Hz的重复频率连续长期工作,其工作寿命>1×107次.     

基于星间激光测距的高轨卫星定位技术研究

针对传统的高轨卫星定位技术存在定位精度低的问题,提出了基于基于星间激光测距的高轨卫星定位技术。在高轨卫星飞行器上安装低噪声激光探测器,借助激光探测器、发射机以及接收器构建星间通信链路,分析接收天线的接收功率与发射天线的发射功率之间的关系,通过激光脉冲传输空间测距与高轨卫星信号捕获接收功率和发射功率获得定位初始数据;再分析星间相对运动和修正电离层误差,得到定位数据的精确解算融合结果。选取精度因子DOP作为评判高轨卫星定位技术的参数,通过仿真实验发现高轨卫星定位技术比传统定位技术的平均DOP值高2.89,由此证明所提定位技术的定位精度更高。     

高重复频率光参变放大激光器

据《Lser Focus world》报道，最近，意大利米兰综合大学的研究人员采用德国汉诺威大学新研制的二极管抽运Yb：KYW（掺镱钾镱钨酸盐）激光器作为抽运源，与周期极化铌酸锂（PPLN）晶体构成光参变放大器，在脉冲重复频率1MHz下，输出激光能量190nJ，脉冲宽度220fs。信号光和闲频光的调谐范围分别在1．3μm～1．6μm和3．1μm～4．6μm。该器件结构简单、体积小，在抽运源和光参变等激光技术方面都有创新。     

流动卫星激光测距系统的距离选通实现方法

现有流动卫星激光测距系统的距离选通模块因硬件架构问题,有稳定性不高、可靠性不强等不足。由于和固定站的设备互不兼容,因此需要研制新的距离选通模块,在兼顾高集成度的同时提升运行稳定性。在基于距离选通与后向散射规避的实现原理基础上,依靠ARM、FPGA嵌入式双核心架构设计全新的距离选通模块。采用人卫激光测距卫星lageos1、ajisai和地球同步卫星compassi3的星历进行距离门参数拟合等测试。经测试,该距离门控模块参数拟合误差小于0.01%,在2 kHz重复频率下单次预期回波时刻计算时间约为34.365 μs,平均后向散射规避点火频率损失率低于1%,在2 kHz重复频率下距离门分辨率优于5 ns,高频率门控信号输出平稳,并且能够满足20 kHz以上的重复频率应用需求,符合预期结果,具有实际应用价值。     

高重复频率脉冲激光对光学薄膜的损伤

本文介绍了光学薄膜在高重复频率脉冲激光作用下的损伤阈值，与单次脉冲激光相比下降了二个数量级。论文并探讨了在高重复频率激光作用下光学薄膜损伤的主要原因及提高损伤阈值的方法。     

锁模激光器在人卫激光测距中的应用

在人卫激光测距中,激光器的性能至关重要,它对仪器的测程和精度起着决定性的作用。本文将描述锁模激光器的结构、性能及其在人卫激光测距中的应用与发展.     

基于FPGA的高重复率距离门控电路实现

 传统的距离门控电路多采用分立元器件,工作频率和控制精度均十分有限,难于满足重复频率高的测距需求。通过分析高重复率距离门控的时序,提出并实现了一种基于FPGA的高重复率距离门控电路方法。该方法充分发挥了FPGA在运算、存储、时钟管理等方面的优势：采用倍频模块产生的200MHz作为时钟基准,其门控输出分辨率达5ns;利用增强型并口（Enhanced Parallel Port,简称EPP）方式进行门控数据传输,以确保2kHz的高速门控信号输出。完成的距离门控板在上海天文台的高重频（2kHz）卫星激光测距（Satellite Laser Ranging,简称SLR）实验中获得应用,使上海天文台成为国际上少数掌握高重频SLR技术的台站之一。     

一种应用于卫星导航定位系统的SLR系统架构与实现

卫星激光测距(SLR)是一种高精度测量观测点与卫星之间距离的重要方法,它可以为卫星精密定轨和星地时间同步提供高精度观测数据。本文首先介绍了卫星激光测距基本原理,然后从系统架构角度深入分析了用于卫星导航定位系统的激光测距系统的组成和功能,详细阐述了激光测距中光学系统、控制系统等子系统原理及工作过程。最后,按照本文架构实现的激光测距系统给出了实际的测试结果和精度。实验表明,本文提出的激光测距系统具有较高的测量精度,能够满足我国导航定位系统的测距需求。     

基于SLR数据的雷达探测精度分析方法

空间安全已成为各航天大国国家安全中的重要一环,空间目标监视技术也已成为空间技术新的制高点。雷达凭借其全天时、全天候的特点,已成为空间目标监视的骨干设备,其探测精度直接影响太空态势掌控的准确性,因此准确分析雷达探测精度有着重要意义。本文以卫星激光测距（SLR）数据为基础,首先分析了不同阶数插值算法以及滑动式内插、非滑动式内插的插值精度,而后介绍了坐标转换方式与雷达精度分析方法。仿真结果表明,滑动式九阶拉格朗日插值算法有较好的插值效果,满足雷达精度分析的需求。     

GNSS卫星定轨的激光测距校验──GNSS测量成果应用问题之三

文章论述了卫星激光测距校验GNSS卫星定轨的实施方法.     

人眼安全的半导体激光测距仪

对人眼安全、小型、高重复率、无合作目标的半导体激光近程测距仪是近几年在国际上迅速发展起来的新型激光测距技术，本测距仪的测量范围为１０￣１００ｍ，分辨率为０．５ｍ。重复率为１ｋＨｚ，使用的半导体激光二极管和光电二极管都是国产元件。     

高重复率全光纤被动锁模飞秒激光产生研究

报道了高重复频率全光纤被动锁模飞秒激光产生的实验研究,采用全光纤环形腔结构和非线性偏振旋转可饱和吸收被动锁模机理实现了100MHz级掺铒光纤锁模飞秒激光的稳定运转,最高重复频率为99.91MHz,光谱带宽为25nm,中心波长为1570nm,脉宽最短为194fs,实验同时研究了在不同重复频率下的全光纤被动锁模激光器运转动力学特性。研究为高重复频率飞秒光纤激光器在光频梳产生技术中的应用提供了高集成、高稳定超快光源技术途径。