[发明专利]一种多波长激光空间定位系统及方法

权利要求书

1.一种多波长激光空间定位系统，其特征在于，包括由激光多波长发射子系统(1)和光学接收子系统(2)组成，所述激光多波长发射子系统(1)包括发射时间基准(3)、带尾纤激光器组、组合发射模块(8)，其中，发射时间基准(3)连接带尾纤激光器组，带尾纤激光器组连接到组合发射模块(8)，由组合发射模块(8)将带尾纤激光器组内的各带尾纤激光器发出的激光输出(9)以具有一中心重叠，同时在方位和俯仰形成相互偏移的平面投影形式为光学接收子系统(2)所接收，由所述光学接收子系统(2)分别解读激光输出(9)的平面偏移信息和纵向位置信息实现对多波长激光空间定位；

所述光学接收子系统(2)包括光学天线(10)、准直镜(11)、分光镜(12)、色散元件(13)、第一会聚镜(14)、光电探测器组、接收时间基准(19)、综合处理模块(20)、第二会聚镜(21)、信息接收探测器(22)，其中，所述光学天线(10)接收激光多波长发射子系统(1)的激光输出(9)，准直镜(11)、分光镜(12)、色散元件(13)、第一会聚镜(14)、光电探测器组顺次设置在光学天线(10)输出光路上，第二会聚镜(21)、信息接收探测器(22)设置在分光镜的分光路上，且光电探测器组和信息接收探测器(22)的输出端分别连接到综合处理模块(20)，同时，综合处理模块(20)连接有用于计算多波长纵向位置的接收时间基准(19)。

2.根据权利要求1所述的多波长激光空间定位系统，其特征在于，所述带尾纤激光器组和光电探测器组的内部器件数目相互对应。

3.根据权利要求2所述的多波长激光空间定位系统，其特征在于，所述带尾纤激光器组内含有四组带尾纤激光器，光电探测器组内含有四组光电探测器。

4.根据权利要求1所述的多波长激光空间定位系统，其特征在于，所述激光输出(9)形成高斯光束一(23)、高斯光束二(24)、高斯光束三(25)、高斯光束四(26)，其中，高斯光束一(23)和高斯光束二(24)、高斯光束三(25)和高斯光束四(26)分别在方位上形成一偏移角，高斯光束一(23)和高斯光束三(25)、高斯光束二(24)和高斯光束四(26)分别在俯仰上形成一偏移角。

5.一种基于权利要求1所述多波长激光空间定位系统的空间定位方法，其特征在于，发射时间基准(3)向带尾纤激光器组提供本地时间，并调制编码到各带尾纤激光器上，各带尾纤激光器发射出具有不同波长的激光，并通过尾纤将激光传至组合发射模块(8)，组合发射模块(8)向空间中发射出激光输出(9)；光学天线(10)收集激光输出(9)的激光，投射到准直镜(11)上，经准直后的光信号发射至分光镜(12)，一部分光透射到色散元件(13)后，向不同方向分散出不同波长的激光，经由第一会聚镜(14)分别投射到各光电探测器上，各光电探测器经过光电转换后将激光强度信息发送至综合处理模块(20)，综合处理模块(20)根据这些强度信息便计算出光学接收子系统(2)相对于激光多波长发射子系统(1)的方位和俯仰角度；由分光镜(12)反射的另一部分光经过第二会聚镜(21)会聚后由信息接收探测器(22)接收，并将接收到的编码信息传至综合处理模块(20)，综合处理模块(20)从该编码信息中译出发射时间，并与来自于接收时间基准(19)的本地时间相比较，计算出光学接收子系统(2)相对于激光多波长发射子系统(1)的距离，从而光学接收子系统(2)便测出了与激光多波长发射子系统(1)的精确相对位置。

6.根据权利要求5所述多波长激光空间定位方法，其特征在于，所述激光多波长发射子系统(1)方位和俯仰位置可调整，其激光输出(9)包含激光多波长发射子系统(1)方位和俯仰位置信息。