漫反射激光测距主要误差来源的研究

In recent years, diffuse reflection laser ranging is carried out at Yunnan Observatories .The diffuse reflection laser ranging precision at Yunnan Observatories is about tens of centimeters or meters.The laser parameters and stability using in diffuse reflection laser ranging system is one of the error sources. Importantly, by the analysis of measured date the target dimension characteristics is the primary factor causing the precision down to 1 meter. At present, there are rarely published papers studying on this issue.The laser parameters and stability using in diffuse reflection laser ranging system is one of the error sources. Importantly, by the analysis of measured date the target dimension characteristics is the primary factor causing the precision down to 1 meter. At present, there are rarely published papers studying on this issue. The relationship between the precision and target dimension is described by mathematic method in order to analysis how laser parameters and target dimension characteristics influence the precision. It is also a meaning way to retrieve target dimension characteristics by utilizing diffuse reflection laser ranging date which is helpful for our country to broad the detection means of space target surface characteristics.

近年来，云南天文台开展了漫反射激光测距的研究工作，测距的精度仅能达到几十厘米甚至几米。漫反射激光测距系统中的激光脉冲宽度、稳定性是导致精度下降的来源之一；更重要的是，通过对实测数据的分析发现漫反射目标的空间尺度特征是导致精度下降至米级的最主要因素。目前，针对漫反射目标的空间尺度特征对测距精度影响的相关研究至今鲜有报道。本研究拟从测距过程来分析这一问题，结合1.2米望远镜漫反射激光测距系统的工作特点，用数学的方法描述出目标尺度特征与精度的关系，并对其进行数值模拟、计算，分析出激光器参数、目标尺度特征对测距精度影响的规律。在此基础上探索研究通过漫反射激光测距技术反演目标尺度特征的方法，拓宽我国对空间目标表面特征进行探测的技术手段。

漫反射激光测距技术是激光测距领域的研究热点之一，其高精度的测量数据主要用于碎片的精密定规。为进一步拓展激光测距技术的应用，探索通过测距技术获取被测目标的尺度信息的可行性，对丰富我国探测空间碎片尺度信息的探测手段具有重要意义。本项目研究内容主要有两个理论模型及相应的地面试验，即建立基于盖格模式的单光子探测器对回波信号的采样模型，分析脉冲宽度、回波强度对测距精度的影响；建立对于激光经任意曲面反射后的回波分布函数；开展地面试验，已验证理论模型的正确性及通过测距技术获取被测目标尺度信息的可行性。通过本项目的研究，初步建立了激光经被测目标调制后的分布函数及探测器对回波信号的采用模型，开展了相关的地面试验，验证了通过激光测距技术获取被测目标尺度信息的可行性。