[發明專利]一種激光測距光束指向實時高精度監視的裝置

有效

• 申請號: 201810302063.0
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108519591B
• 公開（公告）日: 2021-11-12
• 發明（設計）人: 龍明亮;程志恩;湯凱;鄧華榮;吳志波;秦思;張忠萍
• 申請（專利權）人: 中國科學院上海天文臺
• 主分類號: G01S7/497
• 分類號: G01S7/497;G01S7/481
• 代理公司: 北京化育知識產權代理有限公司 11833
• 代理人: 尹均利

本發明涉及一種激光測距光束指向實時高精度監視的裝置，包括：45°反射鏡，發射望遠鏡，直角組合反射鏡，接收望遠鏡，分光鏡，監視CCD，聲光調制器，可控小孔光闌，準直鏡，探測器。發射激光由發射望遠鏡發射輸出，大部分透過發射光路中的直角組合反射鏡，部分經直角組合反射鏡反射，與發射光路平行相反傳輸進入接收望遠鏡至分光鏡。小部分透過分光鏡被監視CCD探測，其他被反射。在聲光調制器工作時，反射光束偏轉至可控小孔光闌的邊緣上，避免了光對探測器的損壞；而在聲光調制器未工作時，可讓激光回波透過可控小孔光闌，準直鏡，至探測器。對光束指向的實時監視有利于激光測距中對探測目標的實時瞄準，促進激光測距特別是衛星激光測距的發展。

技術領域

本發明涉及激光測距領域，具體而言，涉及一種激光測距光束指向實時監視的裝置。

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、空間碎片等空間目標的位置測量中得到廣泛的應用。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，深遠的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，使其成為衛星定軌與監視的一種常規手段，受到各個國家的重視。

衛星距離遠、速度快，衛星激光測距系統中需要激光光束能夠準確的瞄準與命中衛星的激光反射器，實現將發射激光反射回地面，再由激光測距系統的接收望遠鏡接收，被測距系統的探測終端——單光子探測器探測，輸出回波信號，實現激光測距。楊福民，董云冰，陳婉珍，朱幼敏，譚德同，蔡世福，陸文虎在中國科學院上海天文臺年刊1985年第7期中的文章《第二代人衛激光測距儀折軸發射系統的設計和調試》提出了將He-Ne紅光與發射激光重合，通過發射望遠鏡，采用組合四面體棱鏡使He-Ne紅光平行與發射激光反射至接收望遠鏡，實現探測，從而實現通過He-Ne紅光來對發射激光的實時監視。然而，文章中提到兩路不同顏色的光束重合有一定的難度，平行度很難調整到±15角秒以內；后續采用發射激光在小能量下進行調節監視，避免眼睛及接收系統中窄帶濾光片及光電倍增管的損傷，由于低功率激光束的方向與高功率激光的方向存在一定的偏差，全功率下發射激光仍有±10角秒的偏差。實際測星過程中仍需要發射激光為全功率輸出，這樣在全功率激光發射時，會對接收系統的損壞造成影響，增大了實現全功率激光發射時激光束的實時高精度監視難度。

發明內容

為解決上述問題，本發明的目的在于提供一種激光測距光束指向實時高精度監視的裝置，采用直角反射組合鏡，聲光調制器，可控小孔光闌等器件，激光光束在監視過程中由聲光調制器的作用下偏轉，被可控小孔光闌的邊緣阻擋，使其不能透過可控小孔光闌，至探測器上，避免了接收系統中探測器的損壞，滿足激光全功率發射時的實時監視。由于光的傳輸，衛星反射回來的激光回波與監視激光所行進的距離不同，兩者之間有一定的時間延時，這樣通過在聲光調制器上加載相應的延時信號，使得激光回波至接收系統后，聲光調制器不工作，透過可控小孔光闌，準直鏡至探測器，實現對激光回波的接收探測。

本發明提供了提供一種激光測距光束指向實時高精度監視的裝置，包括：