星载激光测高仪距离参数地面标定方法
2019-09-02高志山殷慧敏刘威剑
中国光学 2019年4期
陈 露,高志山,袁 群,殷慧敏,朱 丹,刘威剑
(南京理工大学 电子工程与光电技术学院,江苏 南京 210094)
1 引 言
卫星激光测高具有方向性好、测距精度高等特点,广泛用于深空探测和地球科学领域。其中,脉冲式激光测高法因结构简单、功耗低、测距范围大而得到了广泛应用。具备回波记录功能的星载激光测高仪是一种以激光作为测量光源的主动式遥感设备[1-2],通过对接收子系统所收集和记录的脉冲回波数据进行处理和分析,可以精确计算激光脉冲在卫星和地面之间的渡越时间(Time of Flight,TOF),反演出卫星和地表的距离[3-4]。
由于在轨几何检校耗费高,耗时长,很容易受天气条件等限制,因此,需要一种地面标定方法对星载激光测高仪的性能进行测试和评价。接收子系统是星载激光测高仪的核心部件,通过模拟激光在大气回波的传输过程,提供远距离的虚拟目标,可以实现对接收子系统大测程指标的精确标定。上述标定原理简明直观,但对于百千米级距离参数的标定方法与设备,国内外均未见相关报道。
本文针对某星载测高仪的测高应用(500~550 km),面向其接收子系统6 cm的测距标定误差,即400 ps时间标定误差的需求,提出一种用于星载激光测高仪距离参数地面标定的模拟光源方法,并对影响标定误差的主要指标——模拟光信号延时量的误差和延时抖动进行分析和实验验证。
2 回波模拟光源法
2.1 检校原理与流程
对星载激光测高仪距离参数进行地面标定的核心思想是利用回波模拟光源产生延时量已知的激光主波和回波周期脉冲模拟光信号,作为输入提供给激光测高仪的接收子系统,其标定原理框图如图1所示。……
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