小尺寸高精度激光测距系统实现方法研究

激光测距仪器技术发展成熟且应用广泛,与其他测距仪器相比具有精度高、反应时间短的优点。如果既能保证激光测距仪器的精度和响应速度,又能缩小激光测距系统的尺寸,则可以极大地扩展激光测距仪器的应用范围。简要介绍了3种主要的激光测距方法,并针对其各自的技术特点以及应用环境,提出了几种可能有效缩小激光测距系统的尺寸的实现方法。     

一种应用于高精度脉冲激光测距的自动增益控制方法

对高精度脉冲激光测距仪而言,引入自动增益控制技术可以在保证测距精度的前提下极大地扩展接收系统的动态范围。本文分析并讨论了激光测距仪回波接收系统中增益调整的手段,在此基础上给出了高精度测距条件下增益控制的范围,提出了一种根据实时测量的噪声和信号幅度动态调整接收系统增益的自动增益控制方法。实验结果表明,含有自动增益控制的回波接收系统可以自适应于回波功率的变化,在宽动态范围内保证高精度测距。     

一种少光子高精度多波束激光雷达系统及验证

介绍了一种基于8×8面阵SiPM（Silicon photomultiplier）的少光子高精度多波束三维成像激光雷达系统,并给出了激光测距的理论计算以及系统设计。从64波束线阵激光并行发射出发,采用线阵转面阵光纤的排布技术实现激光发射与探测器接收配准。设计了离轴三反的光学收发系统、超窄带滤波结构以及64通道高速并行读出电路,并搭建了激光雷达样机。实验结果表示,静态21 m测距下,64通道一致性较好,测距精度均达到1 cm,最大距离偏差为6 cm;三维成像中,分辨率达到512×512,成像时间100 ms,能够分辨15 cm不同目标,平面点云厚度为5 cm。     

脉冲激光测距中时间间隔的新的测量方法

脉冲激光测距在军事工业领域应用广泛,具有平均功率低、重复频率高和对光源相干性要求低等优点.通过提高脉冲激光测距中时间间隔的测量精度,可直接提高脉冲激光测距的精度.为了达到ps级测量精度,我们用单片机对时间测量芯片进行了控制,从而使其不但能对发射脉冲信号和返回脉冲信号延迟进行测量,而且还能对测量结果进行自动校准.与脉冲激光测距技术中用于测量时间间隔的传统方法相对比,这种方法简化了器件设计,提高了测量速度.     

高精度时间测量技术及其在脉冲激光测距中的应用

文章首先对常用的时间测量方法进行了比较,着重介绍了高精度时间测量技术的工作原理,并详细介绍了采用该技术的测量芯片TDC—GPX,包括内部结构、功能等,在此基础上,给出了该测时芯片在脉冲激光测距系统中的工程应用实例。     

中阿合建的卫星激光测距站落成

中国与阿根廷在天文学领域的科研合作的第2期项目取得新进展，两国合作建设的高精度人造卫星激光测距站已经正式落成。     

新媒体背景下精密激光测距弱信号检测方法研究

新媒体信息传播过程中,微弱有用的信号通常会被环境噪声所湮灭,特别针对短时低能量瞬变信号,利用传统信号处理方法难以获取准确位置信息.为此提出新媒体背景下精密激光测距弱信号检测方法研究.综合考虑环境因素影响,从光学、硬件与软件三个模块设计精密激光测距系统结构,分析信号检测基本步骤,确定检测相关函数,判断相同随机过程前后存在...     

脉冲式激光测距的测距方程

由于激光脉冲的脉宽窄、功率高、单色性好、束宽窄,因此,它是高精度长距离测距的优良辐射源。正因为如此,当激光这种新的科学技术刚刚出现后不久,它便被首先用作测距的新型光源。 本文主要介绍在近地面运转的脉冲式测距的激光测距方程。但稍加修改之后,本文     

基于精密星历的长春站激光测距数据评价及改善

为提升长春站卫星激光测距数据稳定性,从卫星激光测距物理机制及评价指标出发,建立了基于精密星历的数据评价系统,分析了长春站数据的稳定性及外符合精度。根据分析结果,采用前沿半峰（LEHM）剪切算法改进数据预处理方法,降低了卫星形状效应对数据精度和稳定性的影响。分析表明,基于精密星历的数据评价系统与国际卫星激光测距组织（ILRS）数据中心评价结果一致。采用LEHM剪切算法进行数据处理后,长春站Lageos-1卫星数据的标准点精度由4.9 mm提高至3.9 mm,短期稳定性由19.8 mm提高至18.1 mm,长期稳定性由6.2 mm提高至5.4 mm,外符合精度由79.6 mm提高至68.2 mm。改进的数据预处理算法可有效提升数据稳定性及外符合精度,为长春站数据稳定性与精度的进一步提升指出了方向。     

基于PSoC的超声相控阵高精度测距系统的研究

基于传统的超声相控阵测距系统设计了一种新型测距系统。该系统采用Cypress公司所生产的嵌入式芯片PSoC5为主控制器,其丰富的内部功能模块完全能够满足系统的设计需求。与传统的超声相控阵测距系统相比,该系统节约PCB硬件资源,提高设计效率,降低功耗。实验研究表明,该测距系统具有指向性强,精确度高的特点。     

基于近红外小功率卫星激光测距研究

为分析天琴计划激光测距台站卫星激光测距探测能力,设置单脉冲能量（平均功率）分别为0.15 mJ（0.015 W）,0.4 mJ（0.04 W）和4 mJ（0.4 W）对同步轨道卫星qzs2、compass i3和compass i5分别于夜晚和白天进行激光测距实验。理论方面,分析了白天天光背景噪声强度,并结合雷达方程计算了不同平均功率条件下卫星激光测距的有效回波率,重点分析了平均功率对卫星激光测距探测能力的影响。实验方面,固定望远镜俯仰角（E=50°）,旋转望远镜测量不同指向时的天光背景噪声强度。采用探测效率为60%（@1064 nm）的超导探测器阵列,并结合空间滤波、时间滤波和光谱滤波的方法抑制背景噪声,开展了小功率白天卫星激光测距。分析得到,白天对同步卫星激光测距的最小功率为0.04 W,夜晚对同步卫星激光测距的最小功率为0.015 W。天琴计划激光测距台站已具备白天和夜晚全时段常规卫星激光测距能力,将为今后天琴计划引力波探测卫星全时段激光测距奠定基础。     

激光通信/测距一体化技术研究

介绍了激光通信和激光测距技术的优势,指出由于空间条件等的限制,激光通信和测距的复合需求不断增加,激光通信测距一体化技术将成为未来发展趋势。在此基础上,深入分析了国外激光通信测距一体化技术最新研究进展。然后,针对未来卫星远距离、高精度测距的需要,文章提出了在激光通信的基础上,通过设置特殊测距帧,实现激光通信和测距一体化的系统设计方案并进行了论述,为未来我国测控事业的发展提供了新型手段。文章最后对激光通信测距一体化技术的发展提出了建议。     

空间碎片激光测距应用研究

空间碎片的存在使空间环境日益恶化,已影响到空间活动的安全。国际上很多国家开展了空间碎片探测技术的研究,空间碎片激光测距技术成为一种新的探测手段。首先,概述了国内外空间碎片激光测距技术的发展趋势和现状。其次,在成功获得空间碎片激光测距回波的基础上,研究了激光测距数据联合测角数据单站定轨的方法,仿真计算结果表明,该方法的定轨精度优于单纯光学测角数据定轨的精度。最后,提出一种利用空间碎片激光测距误差来初步测定空间碎片尺度的方法,并分别通过地面靶激光测距实验和空间碎片激光测距实验验证了该方法的可行性,为空间碎片尺度测定提供了一种参考依据。     

脉冲法激光测距关键技术研究

文章主要是对远距离激光测距系统的关键技术进行研究,重点介绍了时刻判别方法与硬件实现,计时方法与实现。利用FPGA内部的PLL的倍频和移相来提高测量精度,具有成本低、系统简单且精度相对较高的特点。并提出了一种延迟滤波检测方法,只有当回波信号达到一定的脉宽才认为回波信号有效,有效减少噪声引起的毛刺所带来的误判。     

脉冲激光测距系统及其算法研究

随着激光测量技术得到广泛应用,因此提高激光测距精度成为了一个热门的研究内容。本文首先主要介绍脉冲式激光测距的原理[1],为了精确检测回波信号,本文采用了门限法去除回波噪声[2]。基于能够有效地提高测量精度的目的,本文讨论了几种减少时间间隔测量误差的算法,结合系统的要求,提出一种在现场可编程门阵列（FPGA）中实现脉冲计数法与时间数字转换法相结合的方法来提高时间间隔测量精度[3－5]。实验结果表明,采用的测距算法有效地提高了测量精度。     

基于m序列的半导体激光测距技术研究与仿真

针对传统脉冲式半导体激光测距机在中远程测距的应用中,回波信噪比过低而难以检测目标信号的问题,提出了一种基于m序列的小型化半导体激光测距方案,以单周期m序列作为激光发射波形,对微弱低信噪比回波信号采用相参积累及匹配滤波相结合的数字信号处理方法。通过仿真及计算,证明本方案可以提高回波信噪比,并有效地从微弱回波信号中提取出目标信号,进而提高激光测距机的测距能力。     

激光通信测距技术发展现状及趋势研究

综述了国内外激光通信技术和激光测距技术的发展现状,指出由于空间条件等的限制,激光通信和测距的复合需求不断增加,激光通信测距一体化技术将成为未来发展趋势.在此基础上,深入分析了国外激光通信测距一体化技术研究进展,最后对激光通信测距技术的前景进行了介绍.     

2.5b--A laser satellite ranging system--Part II: An analysis of the GSFC laser ranging data

The Laser Tracking System at Goddard Space Flight Center has obtained several sets of data from the BE-C and GEOS-A satellites. This paper presents the results of the analysis of data taken with this system, whose primary measurement is the slant range from the tracker to the satellite.