[發明專利]一種激光測距系統延時地靶測定激光衰減自控裝置

有效

• 申請號: 201810173253.7
• 申請日: 2018-03-01
• 公開（公告）號: CN108761472B
• 公開（公告）日: 2022-03-15
• 發明（設計）人: 龍明亮;鄧華榮;程志恩;湯凱;吳志波;張海峰;張忠萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G01S17/08
• 分類號: G01S17/08;G01S7/481;G02B26/02;G02B26/08
• 代理公司: 北京金智普華知識產權代理有限公司 11401
• 代理人: 皋吉甫

本發明公開一種激光測距系統延時地靶測定激光衰減自控裝置，包括計算機終端，伺服電機控制終端，伺服電機，聯軸器，鏡架，45°反射鏡，擋板等組件。系統延時地靶測定時，激光束45°入射至45°反射鏡，大部分激光經45°反射鏡反射至擋板，部分微弱透過45°鏡達到地靶測定裝置，實現系統延時測量。目標測距時，計算機終端發送指令給伺服電機控制終端，控制伺服電機、聯軸器，將鏡架上45°反射鏡移開。本發明采用45°反射鏡實現地靶測量時激光功率衰減，達到地靶與目標測量的自控切換，并可調節45°反射鏡改變入射光與反射鏡的夾角或安裝多個45°反射鏡，滿足對各種激光強度的衰減，且衰減過程中對激光偏振無要求。

技術領域

本發明屬于激光測距領域，更具體地，涉及一種用于衛星激光測距系統的系統自身延時量地靶測定激光衰減自控裝置。

背景技術

激光測距具有精度高，測距距離遠等優良特點，在衛星、空間碎片、月球等目標的測距中得到廣泛的應用。人造衛星廣泛的應用在通信、科學勘測與實驗、軍事防務、氣象等領域，全球定位系統GPS以及我國的北斗定位系統已經在人們的社會活動、生活中廣泛應用，深遠地改變了人們的生活方式，促進人類的發展。同時，人類在探索太空的過程中，越來越多的人造衛星、深空探測器發射至太空。在高輻射、真空、無重力的惡劣太空環境中，這些人類制造的飛行器，往往具有位置的偏移、損傷等風險，由此逐漸失去其功能。衛星激光測距由其測距遠，測距精度高等優點，使其成為衛星高精度定軌的一種常規手段，受到各個國家的重視。

衛星激光測量中，在時刻t₁從地面站瞄準衛星，發射激光脈沖，在t₂時刻接收到被衛星反射回來的激光信號，測量出兩者的時間差Δt＝(t₂-t₁)/2，Δt為光從測站到衛星所經歷的時間。則測站到衛星的距離初值為d＝Δt×C，其中C為光速。但如此測出的距離值包括發射光路、接收光路、電路上的延時影響。為了將此延時扣除，通常的辦法是在地面已知距離點設置靶標，用儀器測此靶標即地靶測量，得出距離值d₁。靶標離衛星測距的參考位置的距離為d₂，則距離差Δd＝d₁-d₂，由此，Δd為各種延時的綜合，應將此延時值應用到前面計算的衛星測距值中去進行校正得到衛星與測距站的距離為：D＝d-Δd。

地靶測量中，由于靶標離衛星激光測距站距離比較近，激光發射的功率若不衰減，探測器接收的光子數將特別的多，尤其對于單光子探測器，光子數接收太多往往容易造成探測器的損壞，需要進行激光功率的衰減。激光功率的衰減過程中，為了保證Δd的精確性，要求衰減增加的延時為不變或固定值。丁仁杰，吳志波，鄧華榮，湯凱，張忠萍在2017年激光與紅外期刊第47卷第9期《高自動化衛星激光測距系統研究與設計》中采用半波片-偏振片組合調能裝置來替代實現功率衰減，然而此衰減裝置要求激光為線偏振光，對于非線偏振光得不到有效的衰減。并且偏振片與波片的透過率有限以及激光的偏振比并不是理想，衛星激光測距過程中激光不可避免的被部分損耗浪費，降低了激光測距過程中激光的出射功率。

發明內容

本發明的目的是提供一種激光測距系統延時地靶測定激光衰減自控裝置，實現激光測距過程中地靶與目標測距中激光功率的自控衰減裝置，并避免出射激光功率的因衰減器產生的損耗。

本發明采用技術方案如下：

一種激光測距系統延時地靶測定激光衰減自控裝置，包括計算機終端、伺服電機控制終端、伺服電機、聯軸器、鏡架、45°反射鏡、擋板；其特征在于，激光測距系統從計算機終端發出地靶或目標測距指令至伺服電機控制終端，驅動伺服電機，與之相連的聯軸器與45°反射鏡及鏡架發射移動，擋住衰減激光或激光完全通過，且擋住衰減的激光反射至擋板。

由此，本發明采用計算機終端、伺服電機控制終端、伺服電機、聯軸器實現了45°反射鏡對激光衰減的自控。