微脉冲激光人卫测距技术 (1)

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1、第37卷，增刊红外与激光工程2008年9月Vol.37SupplementInfraredandLaserEngineeringSep.2008微脉冲激光人卫测距技术112111刘波，陈念江，张忠萍，姜东升，滕渊，耿林（1.固体激光技术国家重点实验室，北京100015;2.中国科学院上海天文台，上海200030）摘要：微脉冲激光测距技术是新一代激光人卫测距系统所采用的距离测量技术。它与常规激光测距机的最大区别是激光信号探测方式的不同。它采用光子计数的探测方式，利用大量数据的统计特性来提取距离信息，比直接利用信号本身特性来判断信号的有无具有更高的灵敏度。微脉冲激光测距机主要应用优点

2、是作用距离远，使用安全性好、系统可靠性高，最适于人卫测距、远程测距、大气激光雷达等应用领域。关键词：微脉冲激光;激光测距;人卫测距中图分类号：TN249文献标识码：A文章编号：1007-2276(2008)增(激光探测)-0234-04Technologyofmicro-pulsesatellitelaserranging112111LIUBo,CHENNian-jiang,ZHANGZhong-ping,JIANGDong-sheng,TENGYuan,GENGLin(1.NationalKeyLaboratoryofSolid-StateLaser,Beijing100015

3、,China;2.ShanghaiAstronomicalObservatory,ChineseAcademyofSciences,Shanghai200030,China)Abstract:Micro-pulselaserrangingisanewmethodinsatellitelaserranging.Itsdifferencewiththenormallaserrangingisthemethodoflasersignaldetection.Photoncountingmeasureisappliedinthemicro-pulselaserrangesystem.The

4、rangeinformationisobtainedbyanalyzinglotsofdatainsteadofasingleone.Thesensitivityofsuchsystemismuchhigherthantheconventionalsystem.Themicro-pulselaserrangingsystemhastheadvantageoffaroperationrange,highprecisionandreliability.Itisverysuitableforapplicationinfieldssuchassatellitelaserranging,l

5、ongdistancerange-findingandmeteorologylidar.Keywords：Micro-pulselaser;Laserranging;Satellitelaserranging0引言雷达设备之中。这类激光雷达被称为微脉冲激光雷达。在此基础上，该项技术被发展、改造并应用于人[1]微脉冲激光人卫测距技术是利用单光子探测卫激光测距（SLR）领域。1994年美国NASA哥达和多事件计时的方法测量时间间隔从而得到卫星距德空间飞行中心的Degnan等人提出了采用微脉冲激[2]离的。这种测量时间的方法最早应用于核能研究领光器（小能量、高重频）进行人卫测距的概念。

6、并在域，开发出飞行时间质谱仪等设备测量物质的荧光寿其后开展了号称第四代人卫测距系统SLR2000的研究命和辐射强度等参数。用于其具有极高的探测灵敏项目。其后奥地利的Graz观测站也将0.4mJ，2kHz度，后来被推广应用到大气、环境监测、侦毒等激光冲重复频率的激光器应用到SLR上，获得了单次卫收稿日期：2008-09-16作者简介：刘波（1981-），男，湖北仙桃人，硕士，主要从事激光应用方面的研究。Email:abnerl@163.com增刊刘波等：微脉冲激光人卫测距技术235星测量精度3~4mm的成果，测量数据率提高了2~3回波信号远少于1个光子，噪声强度可以与信号相当个数量

7、级。由于目前微脉冲人卫测距系统所使用的激甚至可以远大于信号的强度。在一次测量过程中，平光器重复频率多为数千赫兹，接收系统的数据处理能均虚警概率可以远大于探测概率，此时不能以“回波力也限制在数千赫兹水平，因此微脉冲激光人卫测距停止计数器工作”的方式来测量时间，因为这时使计技术也长称为千赫兹激光人卫测距技术（kHzSLR）。数器停止工作的所谓“回波”有极大的可能是信号到kHz激光测距系统通过提高测距数据的数量，从达之前的噪声光子所引起的脉冲，它停止计数器工作大量数据中经过数据处理的方