遠距離非合作目標激光測高儀性能驗證研究.pdf

1、激光測距技術(shù)是人類最早的激光應用技術(shù)之一.由于測程遠、大氣衰減、被測目標物等不確定性因素,建立一種穩(wěn)定可靠的激光高度計性能指標驗證裝置和方法,是一項重要的、必須解決的技術(shù)難點.最大測程是激光高度計的一個重要性能指標.中科院知識創(chuàng)新重大方向一月球資源探測衛(wèi)星激光高度計,要求實現(xiàn)200km的對月測距能力,本文以地面驗證激光高度計最大測程指標為目標,提出并建立一種激光高度計性能驗證方法-非合作目標可調(diào)衰減法和裝置.激光測距方程是激光測距技術(shù)的

2、理論基礎(chǔ),通過研究適用于不同目標特性的激光測距方程,并結(jié)合目標物月球表面特性,推導出激光對月測距方程.在傳統(tǒng)的消光系數(shù)法基礎(chǔ)上,根據(jù)對月測距方程各系數(shù)的影響權(quán)重分析,提出了非合作目標可調(diào)衰減法,即:通過對漫反射模擬目標,衰減出射激光功率,在一定的漏警概率條件下測量激光高度計的最小可探測功率.將最小可探測功率、模擬目標距離、目標物反射率、光學效率等參數(shù)代入最大測程推算方程,得出激光高度計最大測程指標.根據(jù)月球探測激光高度計實現(xiàn)200km所

3、需的最小可探測功率,各影響因子與最大測程關(guān)系的分析,確定非合作目標可調(diào)衰減法裝置的技術(shù)指標.結(jié)合激光高度計原理樣機,設(shè)計并建立了非合作目標可調(diào)衰減法模塊,該模塊包括角度測量裝置、分束片、能量計、衰減器以及模擬目標物.不同目標特性、不同大氣條件下的地面性能驗證實驗數(shù)據(jù)和精度理論分析結(jié)果均表明,非合作目標可調(diào)衰減法可以實現(xiàn)對激光高度計最大測程的定量化驗證.在大氣條件較好的條件下,可以實現(xiàn)優(yōu)于±10％的精度.使用本方法及裝置,得到月球探測激光