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1、"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"!!!!!!!!激光測距技術在空間的應用□齊煒胤尤政張高飛孫劍張弛!!!!!!!!"!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!"隨著空間技術和航天工業(yè)的激光測距技術綜合了激光器發(fā)射的激光進行光強調制,利用發(fā)展,空間距離測量已成為空間技術、光子探測技術、信號處理激光空間傳播時調制信號的相位領域的重要研究內容。傳統(tǒng)雷達技術等多項技術,測距精度高,變化量,根據(jù)調制波的波長,計測距在太空
2、中極易受到高能粒子測程大,可靠性高,能夠滿足空算出該相位延遲所代表的距離。和電磁波的干擾,測量精度低,間目標高精度、大測程測距的要即用相位延遲測量的間接方法代無法滿足高精度測量的要求。宇求,在空間測量領域獲得了廣泛替直接測量激光往返所需的時宙空間空氣稀薄、溫度變化劇應用。間,實現(xiàn)距離的測量。這種方法烈,無法進行超聲波測距。因精度可達到毫米級。此,測量空間距離需要一種適合一、激光測距技術的基本原理三角法激光測距是由激光器$$$$$$$$$$$$$$空間環(huán)境、抗干擾能力強和測量發(fā)出的光線,經過會聚透鏡聚焦精度高的測距方
3、法。激光測距技術按照測程可以后入射到被測物體表面上,接收激光測距技術是一種自動非分為絕對距離測量法和微位移測透鏡接收來自入射光點處的散射接觸測量方法,對電磁干擾不敏量法。按照測距方法細分,絕對光,并將其成像在光電位置探測感,抗干擾能力強,測量精度距離測距法主要有脈沖式激光測器敏感面上。當物體移動時,通高。與一般光學測距技術相比,距和相位式激光測距,微位移測過光點在成像面上的位移來計算它具有操作方便、系統(tǒng)簡單及白量法主要有三角法激光測距和干出物體移動的相對距離。三角法天和夜晚都可以工作的優(yōu)點。與涉法激光測距。激光測距
4、的分辨率很高,可以達雷達測距相比,激光測距具有良脈沖激光測距的原理是:由到微米數(shù)量級。好的抗干擾性和很高的精度。脈沖激光器發(fā)出一持續(xù)時間極短干涉法激光測距是通過移動在重復測距的同時,以細激的脈沖激光(主波),經過待測被測目標并對相干光進行測量,光束對空間掃描,同時獲得目標距離L后射到被測目標,有一部經計數(shù)完成距離增量的測量,因的距離、角度和速度等信息,這分能量會被反射回來,被反射回此干涉法測量的靈敏度非常高,就是激光雷達。激光雷達能實現(xiàn)來的脈沖激光稱為回波?；夭ǚ悼梢赃_到納米級。很多傳統(tǒng)雷達達不到的性能要回測距儀,
5、由光電探測器接收。固體激光器和半導體激光器求。激光的發(fā)散角小、能量集根據(jù)主波信號和回波信號之間的技術的發(fā)展以及高功率、高亮中,能夠實現(xiàn)極高的探測靈敏度間隔,即激光脈沖從激光器到被度、高效率半導體激光二極管的和分辨率;其極短的波長使得天測目標之間的往返時間t,就可出現(xiàn),使得激光測距裝置具有結線和系統(tǒng)尺寸可以很小,這些都以算出待測目標的距離。構緊湊、質量輕、壽命長、效率是傳統(tǒng)雷達所不可比擬的。與微1高等特點,非常適合空間環(huán)境的D=ct波雷達相比,激光測距儀方向性2應用。從20世紀80年代后期開式中c為光速。脈沖法精度好
6、、體積小、重量輕,非常適用始,除了美國之外,歐洲和日本一般在米量級。于搭載在航天器上進行空間目標也開始研究開發(fā)空間用激光測距相位激光測距的原理是:對距離測量。裝置。激光測距裝置在空間任務·38·中國航天2008年第5期中的運用越來越廣泛。系統(tǒng)由光學分系統(tǒng)(AMOS)和特別是在幾十公里到幾米這一范跟蹤識別分系統(tǒng)(MOTIF)組圍內起著主要導航作用。這是由二、激光測距在空間成,前者包括一臺1.58m卡塞格交會對接的實際要求和激光雷達技術中的應用簡況林望遠鏡、一臺激光發(fā)射器和一的性能所決定的。因為在這個階!!!!!!!!
7、!!!臺AMOS獲取設備,主要用于測段,交會對接的精度要求很高,1.空間碎片探測量、跟蹤、紅外目標識別和補償很短的距離對于微波雷達來說是空間碎片俗稱太空垃圾,是成像;后者由兩臺并聯(lián)安裝的測量盲區(qū),而且其精度也遠遠不指宇宙空間中除正常工作的飛行1.22m卡塞格林望遠鏡組成,主能滿足要求。激光雷達由于自身器外的所有人造物體,大到廢棄要用于測量軌道高度在4800km的優(yōu)點,如動態(tài)范圍很寬、精度的衛(wèi)星、運載火箭末級,小到固以下的衛(wèi)星的反射特性、熱輻射極高等,最適合于交會對接。體火箭發(fā)動機燃燒后的三氧化二特性并對其成像。由于
8、在太空中不存在大氣的鋁小顆粒或從航天器上剝落下來美國彈道導彈防御局在20世影響,加上激光雷達自身的巨大的漆片。紀90年代初開始研制“快速光束優(yōu)勢,使得激光雷達在空間交會空間碎片的存在嚴重威脅著操縱系統(tǒng)”(ROBS)。它是一種對接中獲得了廣泛的應用。表2在軌運行航天器的安全?？臻g碎基于激光雷達的天基探測系統(tǒng)。為在各國空間交會對接中激光雷片的不斷產生對有限的軌道
