李 博,李博宇,李兆南

(北京卫星导航中心，北京 100094)

0 引 言

激光测距作为高精度测距已成为无线电双向测距的有效检核手段，其精准性是科学研究、实验等诸多方面的基本物理参量[1]。

激光测距误差分为偶然误差和系统误差。卫星反射器分布所引起激光脉冲波形展宽和畸变带来的测距误差及测距仪器误差属偶然误差，如激光脉冲脉宽、时间间隔测量、收发信号探测、时间同步误差等。而对于不同激光脉宽和不同光电探测器所引起的质心改正值(CoM)、仪器系统的光电延迟的测量误差及气象参数采集及大气修正模型误差属系统误差。由于偶然误差不可控，所以主要通过修正系统误差来提高测距精度。

1 激光传播时延修正

1.1 大气延迟修正

大气修正的模型目前采用Marini-Murray模型。地平角高度20°时，估计误差约为5～10 mm.目前ILRS成立了一个研究组，正在深入研究此项修正，并希望解决更低高度的大气修正问题[2]。

当进行卫星激光测距时，激光脉冲通过大气到达卫星，经卫星反射后沿原光路返回测站。严格地说，在此过程中光脉冲的速度及方向都会因光脉冲到达的各点大气折射率的不同而不同。测距公式为

R=c·t/2 .

(1)

式中，c为真空中的光速，在大气中光速因折射率而变慢。大气折射率的变化将以两种方式影响光脉冲的传播，一是随大气密度而变的群折射率影响光速。也就是说光脉冲从测站射向卫星，其速度偏离了真空中的光速。二是大气折射率的垂直梯度，引起光的传播方向改变，使光线在大气“层”间发生弯曲，光线的轨迹是一条曲线而不是一条直线[3]，如图1所示。……