激光通信/测距一体化技术研究

介绍了激光通信和激光测距技术的优势,指出由于空间条件等的限制,激光通信和测距的复合需求不断增加,激光通信测距一体化技术将成为未来发展趋势。在此基础上,深入分析了国外激光通信测距一体化技术最新研究进展。然后,针对未来卫星远距离、高精度测距的需要,文章提出了在激光通信的基础上,通过设置特殊测距帧,实现激光通信和测距一体化的系统设计方案并进行了论述,为未来我国测控事业的发展提供了新型手段。文章最后对激光通信测距一体化技术的发展提出了建议。     

激光通信测距技术发展现状及趋势研究

综述了国内外激光通信技术和激光测距技术的发展现状,指出由于空间条件等的限制,激光通信和测距的复合需求不断增加,激光通信测距一体化技术将成为未来发展趋势.在此基础上,深入分析了国外激光通信测距一体化技术研究进展,最后对激光通信测距技术的前景进行了介绍.     

基于PSD器件的脉冲激光三角法测距系统设计

脉冲激光三角法测距将半导体脉冲激光技术和PSD器件技术的优点相结合,特别适合应用于激光近炸引信等近场探测领域。本文提出了“脉冲激光三角法”这一测距技术方案,使用脉冲激光二极管作为激光源,利用PSD器件在激光脉冲激励下的脉冲堆积现象,实现了脉冲激光二极管与PSD激光三角法测距的结合。文章最终完成了脉冲激光三角法测距系统原理样机的设计与联调,测距精度优于10cm.     

简讯

1985年11月,我所研制的“超短脉冲激光系统”与上海天文台主镜为φ600mm的激光人卫测距仪组合,建成了我国第一台第三代激光人卫测距仪,该仪器对地面靶的测量精度达3～5cm,对激光地球动力卫星(LAGEOS)的测量表明:该测距仪的测距能力达7500km。测量数据送往美国,经美国数据处理中心的核对,测距精度已达5cm左右。 激光人卫测距仪转代的重要标志之一是测距精度,第一代测距仪的测距精度是米级,第二代测距仪的测距精度是分米级,第三代测距仪的测距精度是厘米级。第三代激光人卫测距仪是在第二代测距仪上使用了“超短脉冲激光系统”,使测距精度得到了     

激光脉冲测距的测距精度及误差分析

以激光脉冲测距的原理为基础，对激光脉冲探测理论进行了分析，在分析影响激光脉冲测距的各种误差源的基础上，给出了误差修正公式，并指出该误差是影响激光脉冲测距精度的主要因素．同时对激光脉冲测距的精度和误差进行了定性的分析，提出了试验中提高测距精度的主要途径，为正确分析靶场光学测量设备的整体效能提供依据．     

千赫兹40mJ亚纳秒绿光全固态激光器

<正>激光远距离测距是通过发射激光和返回激光之间的时间间隔来获得距离信息的一种测距方式。随着全固态激光技术和光子探测技术的发展,高能量、千赫兹全固态绿光激光器作为光源具有目标捕获快、回波数多、测距精度高、标准点数据密度高等优点,已逐渐取代闪光灯抽运激光器,成为目前激光远程测距领域     

激光飞行时间测距关键技术进展

文中扼要介绍了激光飞行时间测距的若干关键技术研究进展。主要包括；脉冲激光测距的时间间隔测量技术和时刻鉴别技术，激光相位测距的相位调制技术及其调制噪声问题，调频连续波测距技术和半导体激光自混合干涉测距技术等。     

手持激光测距仪及其发射电路

脉冲相位激光测距法是当前手持激光测距仪采用的一种新型测距方法,针对这种测距方法,设计了一种简易的产生测距激光信号的电路方案,其中包含频率合成方案、激光调制电路,并分析了设计对于测距的范围、精度、周期、能耗的影响,指出了提高测距指标的关键所在。另外,通过跨导运放的使能端实现了间歇发射激光脉冲串的目标,提高了发射激光的峰值功率,这有利于增加测距范围。电路设计方案简易,对手持激光测距技术研究有一定的参考意义。     

激光跟踪测距一体化技术在火控系统中的应用

结合光电探测技术在火力防空装备火控系统中的具体应用,分析了激光自动跟踪测距的工作原理,并提出了激光跟踪测距一体化设计的实现方法,并初步探讨了激光跟踪测距一体化技术在火力防空引导系统中的应用与发展.     

基于光路复用机理的激光近程动态测距概率分布

基于光路复用机理,提出了一种激光近程动态扫描探测方法。基于重尾函数建立了一种脉冲激光发射波形数学模型,推导了脉冲激光近程动态探测冲击响应及回波方程。建立了一种脉冲激光测距概率统计分布模型,研究了脉冲激光发射功率/脉宽、阈值检测电压、等效均方根噪声电压以及激光出射角对测距概率分布的影响机理。结果表明:随着发射功率的增加,测距精度提高且分布曲线逐渐偏离真实值;测距精度随着激光发射脉宽的增加而递减;随着阈值电压的提高,分布曲线向右移动;距离测量分布曲线随着等效均方根噪声电压的增加而宽度增加、幅值减小;随着激光出射角度的增加,测距分布曲线向右移动,测距精度随之降低。     

基于Delta-Sigma调制的多频相位激光测距

为解决激光卫星终端在完成通信功能的同时,也能够实现测距功能的问题,文章设计了基于Delta-Sigma调制方式实现的激光相位测距,可以实现通信与测距一体化,采用多频点相位测距兼顾测距范围与测距精度.多频点调制信号都是使用基于Delta-Sigma调制的高速数字输入输出(I/O)端口生成的,而不采用任何数模转换器(DAC...     

调频连续波激光引信探测系统设计

调频连续波（FMCW）激光探测技术将调频测距原理与激光的优点相结合,具有探测精度高、抗干扰能力强等优点。为验证FMCW激光探测原理和性能,设计了FMCW激光引信探测系统,包括激光发射子系统、激光接收子系统和信号处理子系统,具有FMCW激光发射、接收、信号处理和探测距离信息输出等功能。对FMCW激光引信探测系统的测距性能进行试验测试,结果表明:FMCW激光引信探测系统的最大探测距离12 m,测距误差在0.3 m以内。所设计的FMCW激光引信探测系统具有较高的探测精度,可应用于FMCW激光引信。     

月球探测卫星激光高度计地面定标与性能验证技术

月球探测卫星激光高度计服务于月面三维影像获取的科学目标,在研制过程中需要对激光高度计的固定参数及系统性能进行定标与验证试验,为分析科学和应用目标实现及后期三维数据处理提供必要的参数.介绍了月球探测卫星激光高度计地面定标与性能验证技术,内容包括激光光束发散角、测距系统延迟常数、测距范围、最大测程、测距分辨率及测距不确定度,并对测试误差进行了分析.试验结果表明,激光高度计系统性能符合设计要求,可以保证月面三维影像获取的实现.     

面向下一代低低跟踪重力测量的星间激光干涉测距系统误差分析

星间激光干涉测距系统是下一代低低跟踪重力测量卫星的核心载荷,要求实现纳米级位移测量精度.针对此要求,设计了一种具有锁相应答转发体制的激光干涉测距系统,依据系统组成与工作原理推导系统测量原理、频率传递关系,顶层剖析分解激光干涉测距系统中的测量误差项,对各误差项建立预算模型,并进行合理的数值计算,总体实现优于7.5 nm/Hz1/2@0.1 Hz(0.1 Hz为傅里叶频点)的星间距离变化测量精度,满足下一代低低跟踪重力场高精度反演对星间激光干涉测距系统的测距需求.     

用于远程激光测距机的板条激光器

研制了用于远程激光脉冲测距机的板条激光器。使用半导体泵浦的MOPA激光结构实现了大于250 mJ的脉冲激光输出,输出脉冲宽度为12.83 ns,最终输出激光光束束散角为0.18 mrad。该激光测照器可应用于远程激光测距。对激光测距机的测距与照射能力进行了理论计算与分析。理论分析表明,应用于机载平台时,该激光测照器能够实现50 km距离的激光测距。该型激光测距机具有测距距离远,重量轻,结构紧凑等特点,具有广泛的应用前景。     

倾斜地形回波波形对测距的影响

为提高激光遥感探测测距性能,研究了倾斜地面回波波形对测距精度的影响.介绍了激光回波脉冲的数学表达式,并基于此研究了斜坡地形目标的激光回波波形及其展宽情况,通过仿真分析了前沿阈值鉴别法、恒比定时鉴别法和质心鉴别法对斜坡地形测距的误差性能,结果表明质心鉴别法的测距误差性能较好.     

飞秒激光合成波长法测距的功率-相位转换误差修正研究

针对飞秒激光合成波长法高精度绝对距离测量中光功率-相位转换效应引起的误差,提出一种基于多项式拟合的误差修正方法,以提高飞秒激光测量系统的测距精度。搭建类迈克耳孙干涉测量系统,经过光电探测后得到飞秒激光模间拍频信号,利用快速傅里叶变换解算拍频信号的相位差,并研究相位差随光功率的变化。结合相位测距技术,将测距结果与长度基准作参考,采用基于最小二乘法的最优多项式拟合形成不同光功率下的测距校正表。实验中以四次谐波进行测量,结果表明:当光功率在1~3 mW变化时,测距误差变化率约为2.7 mm/mW,通过校正技术,在110 mm范围内测距残余误差从±0.25 mm下降到±0.08 mm。该研究可将飞秒激光高精度测距技术应用到室外环境、复杂的工业环境甚至非合作目标等光功率变化较大的测量场合,显著地拓展飞秒激光精密测量的应用范围。     

消除距离模糊的扩展伪随机码调制激光测距技术

单光子测距中采用高重复频率激光源可提高回波信噪比,同时会带来距离模糊问题。为消除距离模糊,基于调制测距和时间相关光子计数理论设计了一种测距技术,分步计算得到脉冲飞行时间所包含的不模糊时间和激光发射周期的倍数,进而得到距离。该技术具有运算量小和测距效率高等优点。基于m序列得到"1"所占比例可变的扩展伪随机序列,用来模拟噪声,并作为激光发射调制信号。测距仿真中比较了3种扩展伪随机序列的调制测距能力,结果表明:"1"所占比例为7/8的扩展伪随机序列兼顾了随机性和抗噪声能力,得到了优于全"1"序列和m序列的调制测距效果。     

人造卫星激光测距中光电倍增管的使用

用巨脉冲激光对人造卫星和月球的测距工作目前在国外已广泛开展起来;我国从1972年开始人造卫星测距研究,并已经获得了一定的成果。由于测量目标在千公里之外,回波信号相当微弱,因此,为了能够可靠地进行测距,必须采取一定的措施,如加大激光发射功率,     

飞秒激光频率梳测距综述

精准的距离测量对于卫星编队飞行、行星空间定位、大型结构形状测量、微小位移测量以及工业制造测量等方面具有重要意义。近年来,基于飞秒激光频率梳的测距技术以其测量速度快、准确度高等优点成为国际研究热点。在简要阐述飞秒激光频率梳原理特性基础上,分析了目前国内外主要的飞秒激光频率梳测距的原理及测距结果,包括飞行时间法、多波长干涉法、双频率梳法、空间色散干涉法、实时色散傅里叶变换法以及多技术综合测距法。简要介绍了在测量过程中对空气折射率修正和色散补偿方法,对各类测距方法进行了对比总结,着重介绍了基于飞秒激光频率梳的测距最新研究进展。