白天KHz卫星激光测距回波探测系统研究.pdf

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1、分类号：￡22S：5UDC：5282密级编号-卫垒卫丁施丰白天Kflz卫星激光测距回波探测系统研究ResearchonDetectingSystemofKHzSLRinDaytime学位授予单位及代码：量叠堡王盘芏!!Ql堕!学科专业名称及代码：堂堂IQZQ!Q!!研冗万向：拯丝塑堡兰疆型邈地墨申请学位级别：亟±指导教帅：工蕴主副麴援研究生：堂王星论文起止时川：垫!QQZ=垫1l12本学位论文作者及指导教师完全了解‘‘长春理工大学硕士、博士学位论文版权使用规定“，同意长春理工大学保留并向中国科学信息研宄所、中国优秀博硕士学位论文全文数据库和CNKI系列数据库及其它国家有关部

2、门或机构送交学位论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权长春理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，也可采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编学位论文。作者签名：必导师签名：盥j业年二月旦日2生年土月血摘要卫耀激光测距(SLR)是利用测量超短激光脉冲在卫星与地而测站M往返飞行时M的厅法确定星地距离，埘在轨卫星进行精密跟踪的一种技术。SLR是所有卫星轨道跟踪技术中精度最高的一种，成为了空间的大地测带领域的一项重要的测量技术方法。门天l<．Hz卫星激光测距技术是SLR技术发展的方向，本

3、仑文着最大注改系统中⋯波探测系统。针对K春人造卫星观测

4、站KHz测距系统论进了在白犬运转条什F，典型的背景噪声量，仙算白天探测概率。获得了该探测系统理论上应选到的技术要求，并据此设引了一套网波探洲系统。实现了白天大背景噪声条I"2FT，对卫星回波信号进行宵救探测。是终长存人世卫星观测站的sLR系统实现了常规白天KHz卫瞿激光测距。关键词：卫星激光测距天空背景噪声距离门发生器逻辑门阵列Keywords：SLRbackgroundnoiseranggategeneratorFPGA2．4探测概率⋯⋯⋯⋯⋯⋯172．5本章小结⋯⋯⋯．．17第三章提高探测成功概率的方法⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯。1831时1q滤

5、波技术——提高距离门发生器控制精度⋯1832空IⅥ滤波技术——减小视场1933光潴滤波技术⋯⋯203．4本章小结21第四章回波探测系统设计方案及结果⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．．．⋯⋯⋯⋯⋯⋯。224】u『【卣j滤波技术2242町变视场光阑设计⋯294．3光谱滤波发计⋯⋯⋯⋯一3l4．4术章小结⋯⋯34总结与展望⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．3s致谢⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯．：，6参考文献⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯

6、⋯⋯⋯⋯。37附件1距离门发牛器相关VHDL代码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯39附件2可变光阑控制器c语言代码⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯⋯45第一章绪论11引言卫星激光钡4距(SLR)是利用测量超短激光脉冲jd=卫壤与地面测站往返E{r时『HJ的方法确定卫星至；!l[4站距辫，对卫星飞行轨道进行精密跟踪的一种技术。随着技术的不断进步，SLR的测量精度不断提商，其单次测距精度达到了业厘米曼级，标准点精度i口以边判几个毫米。到冯时为止，SLR仍然是所有卫星轨道跟踪技术中精度最高的一种。通过全球分布的SLR站进行卫星轨道精密心踪测量，可以得到摄直接的

7、产品足尚精度的测站坐标和精密的卫星轨道参数，而且SLR是绝对式测量，不受大地参考框架精度制约。在这一技术问世之韧，就引起了窀IJlJ大地测量领域的极大兴趣和广泛关注。SLR技术成为了空削的人地测量领域的一项重要的测量技水(1l，极大的推动了该领域的发展，帮助人们更加深入的认识了地球．队识了地球运转机制。从1964年在美国宁航局(NASA)戈选德钢训E行中心(GSFC)第一次成功对装备有角反射器的地球轨道卫星(BeaconExplorerB)进行卫星激光训4距以柬，已经经历了47年的发展，取得了大量重要的成果。在地球动力学研究方面．这四1。多年的SLR观测，为全球大地参考框架

8、的建扛和维持提供了上雨个的具有毫米级精度的测站位霞也标，以技这蝗测站坐标年均毫米梢度的漂移速度，SLR足日时唯一能将地球质心确定精度选到毫米纽的空剧测量技术方法。利用SLR技术，人们积祟了长达34年高辅度的地球自转参数和自转周期的艮f9j变化率。地球旋转轴及旋转速度的变化，反应了地球周态、液态和气态圈层物质质量的转移1j运动。SLR技术正是研究这种全球变化的一种最为有效的手段。在地球熏力场研究方面，SLR的观测数据帮助改进了长波分量重力场模型，获得了时变重力场：能够检测出固体潮和海洋潮沙信号，改进了实时海潮模型：结