嫦娥工程中激光测距技术的研究

论文摘要

激光测距技术是一项综合技术,涵盖激光、光电探测、自动控制、空间轨道等多个学科领域,各学科日新月异的发展推动着激光测距技术的进步。激光测距系统经过了三个阶段的发展,衡量每一阶段测距系统产生的标志主要是测距精度。目前,第四阶段预期精度为毫米级,尚处于研制阶段。本论文引言部分介绍了卫星激光测距技术的发展概况、测距系统的构成、测距网的概况以及在嫦娥工程中,激光测距的意义等;第二、三部分从激光测距理论、角反射器理论出发,探讨了设计角反射器的理论基础及应该注意的基本问题;第四部分对探月卫星激光测距的必要性和可行性进行了分析,提出了单个角反射器及角反射器阵列的设计方案;第五部分介绍了由美国和前苏联放置在月面上的角反射器阵列实例,以此为参考提出了放置在月面上的角反射器阵列的设计方案。本论文只是该项研究的初步探讨,还有许多未尽的工作,但这些对于推动激光测距理论的发展、促进激光测距技术的进步有重要意义。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 目录
• 第一章 引言
• 1.1 卫星激光测距的发展概况
• 1.2 卫星激光测距系统构成
• 1.3 云南天文台1.2M望远镜简介
• 1.4 卫星激光测距网的概况
• 1.5 未来卫星激光测距技术的展望
• 1.6 嫦娥工程中激光测距的意义
• 1.7 本论文的结构
• 第二章 激光测距理论和白天卫星激光测距
• 2.1 激光测距理论
• 2.1.1 激光雷达方程
• 2.1.2 光子探测概率
• 2.2 白天卫星激光测距
• 2.2.1 白天卫星激光测距系统应采用的滤波技术
• 2.2.2 白天卫星激光测距系统的理论估算
• 2.3 本章小结
• 第三章 角反射器理论
• 3.1 角反射器的几何光学特性
• 3.1.1 角反射器的内部光线轨迹
• 3.1.2 角反射器内的等光程
• 3.1.3 角反射器的有效反射面积
• 3.2 角反射器的远场衍射特性
• 3.2.1 角反射器的远场衍射斑
• 3.2.2 卫星的速度光行差引起角反射器远场衍射斑角位移变化
• 3.2.3 角反射器的直角误差对远场衍射斑的影响
• 3.3 本章小结
• 第四章 探月卫星上角反射器的设计
• 4.1 探月卫星激光测距分析
• 4.1.1 必要性分析
• 4.1.2 可行性分析
• 4.2 角反射器阵列的设计
• 4.2.1 角反射器的有效反射面积设计
• 4.2.2 角反射器的发散角设计
• 4.2.3 角反射器的分布设计、安装和环境适应性设计
• 4.3 本章小结
• 第五章 放置在月面上角反射器阵列的设计
• 5.1 放置在月面上角反射器阵列的实例
• 5.2 月面上角反射器阵列的设计
• 5.2.1 月面上角反射器阵列的位置选择及倾角计算
• 5.2.2 月面上角反射器阵列的设计说明
• 5.3 本章小结
• 结束语
• 参考文献
• 硕士期间以第一作者身份发表的论文
• 致谢