[发明专利]一种星载主被动一体化超远距离空间小目标测距系统及方法

说明书

本发明公开了一种星载主被动一体化超远距离空间小目标测距系统及方法，以红外探测系统的目标检测位置为基础，通过高精度微扫描，将高秒冲窄发散角的激光波束覆盖至远程目标，通过光子计数探测器探测回波，实现目标距离的探测。基于本发明的该种新型的星载主被动一体化超远距离空间小目标测距系统及方法具有单星测距，测距精度高等优点，同时采用亚光子探测技术，可实现超远距离弱小目标的距离探测。

技术领域

本发明涉及航天技术领域，尤其涉及一种星载主被动一体化超远距离空间弱小目标测距系统及方法。

背景技术

随着航空航天技术的发展，空间目标物体显著增多，因此对空间目标，尤其是对小目标的测距要求也越来越高。

在现有技术中，对空间小目标进行测距需要使用双星或多星同时进行观测。这次测距系统和方法，对卫星资源要求较高：一方面是耗费比高；另一方面，利用这种方法进行测距，需要测距目标同时位于至少两颗卫星的视场内，因此对卫星的数量和观测机制有较高要求。

针对现有技术对空间小目标进行测距需要双星或多星导致的测距耗费比高、测距调节比较苛刻等问题，本发明提出一种新型的星载主被动一体化超远距离空间小目标测距系统及方法，实现单星对超远距离范围内的空间微小目标的距离探测，提高了观测机会，实现从双星立体观测到单星观测。

发明内容

针对现有技术对空间小目标进行测距需要双星或多星导致的测距耗费比高、测距调节比较苛刻等问题，根据本发明的一个方面，提供一种星载主被动一体化超远距离空间小目标测距系统，包括：

测距激光器，所述测距激光器用于产生测距激光；

一级扩束单元，所述一级扩束单元对来自所述测距激光器的测距激光进行扩束；

扫描指向镜，所述扫描指向镜基于控制器实现快速扫描指向，提高测距激光光束的瞄准概率；

二级扩束单元，所述二级扩束单元为光学扩束装置，用于对来自扫描指向镜的激光光束进行扩束；

大口径望远镜，所述大口径望远镜用于接收来自目标的红外和激光信号；

分色片，所述分色片用于将来自所述大口径望远镜接收到的后光路分成红外接收后光路和测距接收后光路；

红外接收后光路单元，所述红外接收后光路单元用于接收红外成像信号，使用红外系统对目标成像，经过图像处理后提取到目标偏差作为系统的粗跟踪引导输入，来实现对目标的粗跟踪；

测距接收后光路单元；以及

亚光子测距单元，所述测距接收后光路单元将激光回波能量聚焦至所述亚光子测距单元，所述亚光子测距单元基于激光回波能量实现光子量级的目标测距。

在本发明的一个实施例中，所述测距激光器为具有窄线宽、高脉冲能量、高光束质量激光输出大脉冲功率激光器。

在本发明的一个实施例中，所述控制器使用惯性单元测量激光发射单元的振动信息，测量的振动信息进行处理后控制所述扫描指向镜，调整激光方向，来实现对目标的精跟踪。

在本发明的一个实施例中，所述惯性单元包括陀螺和加速度计。

在本发明的一个实施例中，所述大口径望远镜承载在二维转台上，激光接收系统和红外光学系统共用大口径望远镜。当红外探测系统探测到目标后启动测距功能，通过所述二维转台将测距目标引导入定标中心。

在本发明的一个实施例中，所述红外接收后光路单元为红外相机。

在本发明的一个实施例中，所述测距接收后光路单元将激光汇聚在探测器上。

在本发明的一个实施例中，所述亚光子测距单元为光子探测器。