[发明专利]一种激光测距系统延时地靶测定激光衰减自控装置

说明书

本发明公开一种激光测距系统延时地靶测定激光衰减自控装置，包括计算机终端，伺服电机控制终端，伺服电机，联轴器，镜架，45°反射镜，挡板等组件。系统延时地靶测定时，激光束45°入射至45°反射镜，大部分激光经45°反射镜反射至挡板，部分微弱透过45°镜达到地靶测定装置，实现系统延时测量。目标测距时，计算机终端发送指令给伺服电机控制终端，控制伺服电机、联轴器，将镜架上45°反射镜移开。本发明采用45°反射镜实现地靶测量时激光功率衰减，达到地靶与目标测量的自控切换，并可调节45°反射镜改变入射光与反射镜的夹角或安装多个45°反射镜，满足对各种激光强度的衰减，且衰减过程中对激光偏振无要求。

技术领域

本发明属于激光测距领域，更具体地，涉及一种用于卫星激光测距系统的系统自身延时量地靶测定激光衰减自控装置。

背景技术

激光测距具有精度高，测距距离远等优良特点，在卫星、空间碎片、月球等目标的测距中得到广泛的应用。人造卫星广泛的应用在通信、科学勘测与实验、军事防务、气象等领域，全球定位系统GPS以及我国的北斗定位系统已经在人们的社会活动、生活中广泛应用，深远地改变了人们的生活方式，促进人类的发展。同时，人类在探索太空的过程中，越来越多的人造卫星、深空探测器发射至太空。在高辐射、真空、无重力的恶劣太空环境中，这些人类制造的飞行器，往往具有位置的偏移、损伤等风险，由此逐渐失去其功能。卫星激光测距由其测距远，测距精度高等优点，使其成为卫星高精度定轨的一种常规手段，受到各个国家的重视。

卫星激光测量中，在时刻t₁从地面站瞄准卫星，发射激光脉冲，在t₂时刻接收到被卫星反射回来的激光信号，测量出两者的时间差Δt＝(t₂-t₁)/2，Δt为光从测站到卫星所经历的时间。则测站到卫星的距离初值为d＝Δt×C，其中C为光速。但如此测出的距离值包括发射光路、接收光路、电路上的延时影响。为了将此延时扣除，通常的办法是在地面已知距离点设置靶标，用仪器测此靶标即地靶测量，得出距离值d₁。靶标离卫星测距的参考位置的距离为d₂，则距离差Δd＝d₁-d₂，由此，Δd为各种延时的综合，应将此延时值应用到前面计算的卫星测距值中去进行校正得到卫星与测距站的距离为：D＝d-Δd。

地靶测量中，由于靶标离卫星激光测距站距离比较近，激光发射的功率若不衰减，探测器接收的光子数将特别的多，尤其对于单光子探测器，光子数接收太多往往容易造成探测器的损坏，需要进行激光功率的衰减。激光功率的衰减过程中，为了保证Δd的精确性，要求衰减增加的延时为不变或固定值。丁仁杰，吴志波，邓华荣，汤凯，张忠萍在2017年激光与红外期刊第47卷第9期《高自动化卫星激光测距系统研究与设计》中采用半波片-偏振片组合调能装置来替代实现功率衰减，然而此衰减装置要求激光为线偏振光，对于非线偏振光得不到有效的衰减。并且偏振片与波片的透过率有限以及激光的偏振比并不是理想，卫星激光测距过程中激光不可避免的被部分损耗浪费，降低了激光测距过程中激光的出射功率。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光测距系统延时地靶测定激光衰减自控装置，实现激光测距过程中地靶与目标测距中激光功率的自控衰减装置，并避免出射激光功率的因衰减器产生的损耗。

本发明采用技术方案如下：

一种激光测距系统延时地靶测定激光衰减自控装置，包括计算机终端、伺服电机控制终端、伺服电机、联轴器、镜架、45°反射镜、挡板；其特征在于，激光测距系统从计算机终端发出地靶或目标测距指令至伺服电机控制终端，驱动伺服电机，与之相连的联轴器与45°反射镜及镜架发射移动，挡住衰减激光或激光完全通过，且挡住衰减的激光反射至挡板。

由此，本发明采用计算机终端、伺服电机控制终端、伺服电机、联轴器实现了45°反射镜对激光衰减的自控。