文档介绍：中国科学院上海天文台年刊
1997年第 18期 ANNALS OF SHANGHAIOBSERVATORY ACADEMIA SINICA ,1997
卫星激光测距中的多脉冲测距资料的处理
张忠平杨福民
(中国科学院上海天文台,上海 200030)
提要
介绍了人卫激光测距的多脉冲测距和对其测距资料处理的两种方法。
主题词:人卫激光测距—辅助设备
一、引言
人卫激光测距的激光器通常由振荡器、单脉冲选择器、放大器、倍频晶体以及若干光学元
件等组成。从振荡器产生的是序列光脉冲串(图 1),在这个序列中,各个脉冲振幅不一样,而各
脉冲的宽度和脉冲间的间距却相同。为了保证测距精
度,便于事后处理,一般用单脉冲选择器对脉冲串进行
筛选,从中选择出振幅最大的单个脉冲,然后将此单脉
冲进行若干级放大,经倍频输出射向数千千米的卫星。
然而,单脉冲选择器制约了其余脉冲的输出,从能量和
效率上考虑是一种损失。因此,出现了从脉冲串中选取
后半串脉冲的测距系统,我们称之为多脉冲测距。毫无
疑问,开展多脉冲测距将会提高测距的效率,增加观测
图 1 序列光脉冲串的成功率和测距点数。经过一段时间的研究,我们在此
trainpulsesfrom oscillator 方面做了一些尝试,取得了一些结果。这一工作的开展
除了在硬件方面做些改进外,软件上也要求能对多脉冲
测距资料进行分析处理。本文就多脉冲测距资料的分析处理介绍两种方法。
二、多脉冲测距资料的处理
用下面两种方法对多脉冲资料进行处理需对所使用的激光器提出一些要求:激光器振荡
级的腔长需稳定,且精确已知。由于器件的调试而引起的腔长变化应远小于测距精度犲。从
1995年开始,上海天文台 SLR观测站使用的自滤波非稳腔激光器比原先的锁模激光器稳定
得多,在一段时间内基本上无需调整,可以运用这两种处理方法。
1996年 5月 30日收到。
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序列脉冲串内各脉冲的间距犠可通过腔长爧求得:
2爧
犠=
牅
式中牅为光速。
另外,还可对地面靶的测量结果进行分析处理求得各脉冲的间距。如图 2是实测地面靶测
量数据图形显示。通过图形利用最大、最小纵线的移动,选择二个相邻脉冲的地面靶测距数据,
就可求得脉冲的间距。在图 2,二个脉冲的间距:
爲max - 爲min =-=(μs)
图 2 地面标靶测量数据的图形显示
Plotofmeasureddataofagroundtarget
利用计算机屏幕显示观测数据,并直接对多脉冲资料进行处理的方法是在原有的屏幕预
处理软件基础上开展的(参见文献[1])。
在对资料进行处理前,需把观测数据按一定关系转换到屏幕坐标并在屏幕上显示。采用文
献[1]所介绍的处理步骤使得在图形上能辩别出各脉冲测距的轨迹(图 3),从中选择一个回波
率最高的脉冲测距轨迹,我们称此脉冲为基脉冲