利用脉冲激光装置进行卫星用高性能CPU单粒子效应试验.pdf下载

weixin_39821228 2021-09-25 11:24:44

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针对大气气溶胶粒子的时延效应影响激光测距精度的问题,利用双频互相关函数,推导了离散随机介质中激光程差的计算公式,建立了激光程差与粒子浓度、粒子直径等常规参数间的联系。在此基础上,提出了计算由大气气溶胶粒子的时延效应所引入的激光程差的方法,并根据气溶胶和云雾的光学特性(OPAC)气溶胶模式,计算了卫星对地激光测距时,大气气溶胶粒子所造成的激光程差。结果表明,当激光波长为1064 nm,气溶胶粒子的模式半径大于0.25 μm时,随着模式半径的增大,其造成的激光程差逼近4.6 cm,在毫米乃至亚毫米级激光测距精度要求下,必须对其进行修正。

基于卫星激光测距(SLR)系统的测距原理，对从角反射器反射的回波光子分布进行数值仿真，分析并讨论了卫星角反射器形状效应与SLR系统测距精度的关系。另外，为验证卫星角反射器形状效应的适用性，利用中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR系统对不同轨道高度的卫星进行了实测。结果表明，卫星角反射器形状效应使从卫星反射的回波光子分布发生明显改变，激光脉冲被展宽。对于Starlette卫星，激光脉冲脉宽由50 ps展宽至72 ps，由卫星角反射器形状效应引起的测距误差约为5.4 mm。对于高轨Etalon-1卫星、中轨LAGEOS-1卫星和低轨LARES卫星，由卫星角反射器形状效应引起的测距误差分别约为15.4，7.4，5.0 mm。因此，要使SLR系统测量精度向毫米级发展，应当考虑卫星角反射器形状效应对测距精度的影响，这也为SLR系统的性能评估与结构设计提供了新的思路与途径。

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