大气折射对星地激光通信测距链路的影响

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1、第19卷第5期2013年9月载人航天MannedSpaceflightV01．19No．5Sep．2013大气折射对星地激光通信测距链路的影响蒋大钢，邓科，黄健，朱彬，秦开宇(电子科技大学航空航天学院，成都611731)摘要：星地激光通信测距技术作为一种星地应用的新兴航天测控技术相比传统激光通信技术和激光测距技术，该技术需要在大天顶角条件下运行，以满足航天器长时段观测和定轨需求。本文从大气层的同心球壳模型出发，采用光束追迹法仿真了不同天顶角下的大气折射角和光程变化，并进一步讨论了星地激光通信测距链路运行过程中的大气折射补偿方案，建议在后续星地激光测控技术发展过

2、程中，加强大气折射率分布廓线的实时监测技术研究。关键词：激光通信：激光测距：大气折射中图分类号：V556．7文献标识码：A文章编号：1674．5825(2013)05-0085-05InfluenceofAtmosphericRefractiononLEO-GroundLaserCommunicationandRangingLinkommuniCaU0nRan2in2inkJiangDagang，DengKe，HuangJian，Zhubin，QinKaiyu(SchoolofAstronautics＆Aeronautic．UniversityofElectr

3、onicScienceandTechnologyofChina，Chengdu611731，China)Abstract：LEO—Groundlasercommunicationandrangingisanoveltechnologyforspacetrackingandcommand．Comparedwiththetypicallasercommunicationandrangingtechnology，theuniquecharacteristicofthistechnologyiSthatthe1inkiSrunningatlargezenithangl

4、etomeetthedemandsoflongtermobservationandorbitdetermination．AtmosphericrefractioniSakindofbasicatmos—phericeffects，whichobviouslyinflueneestheIinkperformanceatlargezenithangle．Basedontheconcentricshellmodelofatmosphere．therefractionangleandopticalpathvariationatdifierentzen—ithangle

5、wassimulatedbyusingbeamtrackingmethod．Andthen．theatmosphericrefractionCOB．pensationschemefortheLEO—Groundlasercommunicationandranginglinkwasdiscussed．There—searchalsosuggestedthatthereal—timemonitoringtechnologyfortheprofileofatmosphericrefractionindexwasnecessarytomeetthedevelopmen

6、toftheLEO—Groundlasertrackingandcommand．Keywords：lasercommunication；laserranging；atmosphericrefraction1引言相对射频通信而言，激光通信具有体积小、质量轻、功耗低、抗干扰、抗截获等优点，是一种极具发展潜力的天基通信技术。近年来，卫星激光通信技术发展迅猛，中国、德国、美国、日本等多个国家都已经成功开展了星间、星地激光通信试验㈣。激光通信与激光测距具有许多技术共性，如：激光收发单元，光束捕获、跟踪和瞄准单元，时钟收稿日期：2013m6．19；修回13期：2013-0

7、8—15作者简介：蒋大钢(1982．)，男，讲师，研究方向为激光通信技术。模块等。通过应答式测距方式可以实现通信与测距功能的最大程度复用，这不仅能够提高有效载荷集成化性能，还能为航天测控通信提供一种新兴的技术体制14J。国外已经在空间探测任务中使用了激光应答通信测距技术，测距精度约半米，如：2013年NASA计划开展第一个月球激光通信演示系统(LLC其D计划)。51；2010年由ESA和NASA联合开展的引力波探测计划(LISA计划)№1；2005年NASA开展的用于哥达德飞行中心与水星飞行E—mail：jiangdagang@tleS

8、C．edu．cn86载

9、人航天第19卷器Messenger测控