非合作目标分光路激光测距中距离值的确定方法*
2012-01-25李语强李荣旺李祝莲翟东升
天文研究与技术 2012年2期
李语强,李荣旺,李祝莲,翟东升
(中国科学院国家天文台云南天文台,云南 昆明 650011)
卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)工作已经开展了近50年,测距精度由最初的米级发展到目前的毫米级。随着卫星激光测距观测资料的不断积累,卫星激光测距技术在地球动力学和大地测量学领域得到了广泛的应用:精密卫星轨道确定,地心参考框架的建立,地球自转参数的确定,重力场和重力常数的确定,验证广义相对论,海洋、空间遥感卫星高度的标定,高精度时间传递的研究,空间非合作目标的跟踪等[1-4]。卫星激光测距数据处理涉及卫星的状态、观测站在空间的位置以及激光在大气中的传播。利用激光测距望远镜测得激光脉冲往返于测站和卫星之间的时间Δt换算为两者之间的距离ρ,即(c为光速)就是卫星激光测距数据处理的观测量。关于如何利用观测量建立测站与卫星之间测量几何的解析表达式,在一些阐述利用激光测距资料确定卫星轨道的著作中[5-8],列举了两种激光测距模型,即瞬时激光测距和带光时解激光测距。瞬时激光测距得到的观测量为(t,ρ)。其中ρ是观测站到卫星的距离;t为观测时刻,其定义为:

式中,t3,t1分别表示测站接收和发射激光的时刻。以中间时刻表示在这个瞬间卫星与测站之间的几何距离ρ。它是一个概念上的距离(ideal range),而不是空间中通过光讯号相联系的两点间的测量距离。很显然,由于测站随地球自转运动,发射时刻t1与接收时刻t3测站位于空间中不同的两点,它们与卫星反射激光时所处的一点构成两条光线,即所谓“上行光”与“下行光”(图1)。……
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