遠(yuǎn)距離非合作目標(biāo)激光測(cè)高儀性能驗(yàn)證研究.pdf

1、激光測(cè)距技術(shù)是人類最早的激光應(yīng)用技術(shù)之一.由于測(cè)程遠(yuǎn)、大氣衰減、被測(cè)目標(biāo)物等不確定性因素,建立一種穩(wěn)定可靠的激光高度計(jì)性能指標(biāo)驗(yàn)證裝置和方法,是一項(xiàng)重要的、必須解決的技術(shù)難點(diǎn).最大測(cè)程是激光高度計(jì)的一個(gè)重要性能指標(biāo).中科院知識(shí)創(chuàng)新重大方向一月球資源探測(cè)衛(wèi)星激光高度計(jì),要求實(shí)現(xiàn)200km的對(duì)月測(cè)距能力,本文以地面驗(yàn)證激光高度計(jì)最大測(cè)程指標(biāo)為目標(biāo),提出并建立一種激光高度計(jì)性能驗(yàn)證方法-非合作目標(biāo)可調(diào)衰減法和裝置.激光測(cè)距方程是激光測(cè)距技術(shù)的

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

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