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1、第35卷第1期2016年2月飞行器测控学报JournalofSpacecraftTr&cTechnologyV01.35No.1February2016引用格式:张海峰,程志恩,李朴,等.纳卫星激光反射器光机设计及激光测距分析[J].飞行器测控学报,2016,35(1):021—027.ZhangHaifeng,ChengZhien,LiPu,eta1.Opticalandmechanicaldesignoflaserretro-reflectorforanano—sat—elliteandanalysisoflaserranging[J].Journa
2、lofSpacecraftTT8LcTechnology,2016,35(1):021—027.纳卫星激光反射器光机设计及激光测距分析张海峰1’4,程志恩h2,李朴1,汤凯1,李勰3,张忠萍1’4(1.中国科学院上海天文台·上海·200030;2.中国科学院大学·北京·100049;3.北京航天飞行控制中心·北京·100094;4.中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室·南京·210008)摘要:针对我国首个大气密度探测纳卫星高精度测轨应用需求,设计了重量约112g、有效反射面积大于1em2、外形尺寸为西96mm×20mm的轻型八棱台结构被动型激光反射器
3、,作为无功耗我荷应用于纳卫星激光精密测轨,解决了纳卫星高精度独立测轨和外部轨道精确标定问题。利用地面激光测距台站开展卫星跟踪和精密测量,提供亚厘米级精度的激光测量数据。根据激光雷达测距方程及地面测距系统参数,分析了纳卫星激光回波信号强度,以及激光观测数据精度。测量结果表明,纳卫星激光反射器设计结果与实测数据相符,测距数据精度达8~9mm,可以满足纳卫星高精度激光测距要求,并支持卫星精密定轨及大气密度探测科学任务。关键词:纳卫星;大气密度探测;激光反射器光机设计;高精度激光测轨;观测试验中图分类号:V423.4;P228.5文献标志码:A文章编号:1674
4、—5620(2016)01—0021—07DOI:10.7642/j.issn.1674—5620.2016-0卜002卜07OpticalandMechanicalDesignofLaserRetro-ReflectorforaNano-SatelliteandAnalysisofLaserRangingZHANGHaifen91一,CHENGZhienl~,LIPul,TANGKail,LIXie3,ZHANGZhongpin91’4(1.ShanghaiAstronomicalObservatoryofChineseAcademyofScience
5、s,Shanghai200030;2.UniversityofChineseAcademySciences,Beijing100049;3.BeijingAerospaceControlCenter,Beijing100094;4.KeyLaboratoryofSpaceObjectandDebrisObservation,ChineseAcademyofSciences,Nanjing210008)Abstract:Tomeettheapplicationrequirementsofthefirstnano—satelliteusedforatmosp
6、heredensitydetection,alightweightpassiveoctahedrallaserretro-reflectorwithoutpowerconsumptionhasbeendesignedwithaweightoflessthan120g,aneffectivereflectingareaofmorethan1cnl2,asizeof垂96mm×20mmforperforminglaserran—gingandprovidingindispensablesupportforhighlypreciseorbitmeasureme
7、ntandcalibrationforscientificresearchandapplications.Thelaserdatawithsub—centimeterprecisioncouldheobtainedbygroundlaserrangingstationthroughtrackingthenano—satelliteandobservation.Basedonlaserranginglinkequationandparametersofthelaserrangingsystem,thenumberoflaserechoesandlaserr
8、angingprecisionfromthenano-satellitelase
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