高重复频率卫星激光测距实验研究

介绍了上海天文台开展高重复频率激光测距实验和卫星实测情况.通过研制事件模式距离门控电路,开发高实时性测距控制软件,引进高精度事件计时器,利用重复频率为1 kHz、能量2 mJ的半导体泵浦激光器,以60 cm激光测距仪为平台,成功实现了对(800～7000)km卫星的高重复频率激光测距,所获得的回波数据是常规低重复频率测距的2～3个数量级.     

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.     

Nd:YAG片状放大器的寄生振荡的研究

研究了Nd:YAG片状激光放大器的寄生振荡问题,使用匹配液及特殊的片状几何形状设计,解决了这一问题.     

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.     

高精度激光时间传递实验

在相距25.2公里的徐家汇和佘山两处进行了地面激光时间传递实验。利用叶录素 d 调 Q的红宝石激光器及两套光电接收系统等设备,初步测定了两地原子钟的钟差。在每组连续两分钟的比对时间内,测得的钟差平均值精度为1.3ns。此方法可以对两地原子钟校频。     

聚光腔对光泵均匀性的影响

为了解决片状放大器的光泵均匀性,研究了近十种聚光腔。最后,使光泵均匀性达到了98％以上。     

异步应答激光测距技术测量精度实验

异步应答激光测距与传统反射式激光测距相比,接收激光功率仅与距离的2次方成反比,可极大地提高卫星激光测距的作用距离,并可实现星地时差测量.该技术自提出以来一直是激光测距的重点研究方向,但目前尚未应用于卫星激光测距领域.为了验证该体制的工程可行性,掌握测量精度,文中设计并开展了地面演示验证试验,利用两台地面激光器分别模拟位于地面和航天器的终端,充分模拟真实情况下的星地异步应答激光测距.结果表明:异步应答测距体制方法可行,可用于两终端之间距离和主波时差的精确测量,其测距精度介于两个测距终端对应的反射测距精度之间.