CO2激光雷达及其应用

随着科学技术的蓬勃发展,现代战争中越来越重视武器系统的精度、光电对抗能力、全天候和隐蔽突防能力等。由于CO_2激光雷达具有满足上述要求的优良性能,所以被誉为理想的新一代光雷达。各国都投入了大量的经费,研究开发这一新技术。     

多功能大气探测激光雷达应用

激光雷达具有高的时间和空间分辨率、优越的方向性和相干性、高的探测精度和实时快速的数据获取能力,已经被广泛应用于大气探测、环境监测等领域。随着技术的发展,大气探测激光雷达由最初的单波长、单功能朝着多波长、多功能方向发展,技术更加成熟,操作更加方便。本文将介绍大气探测激光雷达的基本原理,及其在探测大气气溶胶和云、水汽、温度、污染物和大气边界层高度等方面的数据应用。最后,对多波长多功能大气探测激光雷达的数据应用发展进行了总结和展望。     

一种多功能多波段扫描仪

本文建议在现有卫星甚高分辨率扫描辐射计的基础上,增加五个探测波段,使其具有气象、海洋环境及自然灾害的综合观测功能。     

激光雷达——一种新型多功能探测器

改善目际探测、武器投掷和生存能力将是九十年代空地战成功的关键。因此,未来的强击机和直升机应具备自动地形跟踪,良好的抗截击特性,能自动或半自动进行目标搜索,并能自动进行某种形式的目标分类,能为精制导武器指示目标。此外,还要有夜间导航和攻击用的前视红外系统。目前沃特、休斯和其它公司正在试验的激光雷达技术有可能利用比现在的激光指示系统大不了多少的1套探测装置完成上述所有功能。过上几年中,在很多文章里都提到过激     

一种基于激光雷达的航天器隐藏点测量方法

为保证航天器各系统的仪器安装满足在轨姿态、轨道控制等要求,需对其安装位置及姿态进行检测,但一些隐藏的目标却无法直接测得。文章提出了一种基于激光雷达测量系统的隐藏点测量方法,针对激光雷达测量坐标系的建立以及应用高精度平面镜进行隐藏点测量进行了数学模型的分析,并对测量系统的不确定度进行了评估。结果表明,在保持测量环境稳定的情况下,应用激光雷达进行航天器隐藏点测量的标准不确定度优于0.1071 mm。     

一种用于交会对接全过程的测量敏感器——复合式激光雷达

本文介绍激光雷达系统的组成和测量原理;提出了一种作为交会对接全过程测量敏感器的复合式激光雷达。所谓复合式就是把激光雷达与光学成象敏感器有机结合起来,远、中距离由激光雷达承担测量任务,近距离测量由CCD光学成像系统来完成。     

路径积分差分吸收激光雷达反演模型设计与测试

激光雷达作为主动探测手段,能够较好地弥补被动卫星(如OCO-2/3、GOSAT-1/2和Tan Sat等)的不足,实现高精度、全天候和全天时的观测。中国在2022年4月16日成功发射世界首颗基于主动理论探测二氧化碳柱浓度(XCO2)的激光雷达卫星。本文基于前期在秦皇岛的缩比飞行试验数据,围绕优化积分权重函数和优化差分吸收光学厚度两大核心要素,提出了基于光谱能量模型的算法框架。该框架旨在提高基于主动理论的星载激光雷达探测XCO2反演的精度。评估获得光谱能量模型在海上、陆地上的测距精度分别为0.74和6.20 m。论文的工作在10 s滑动平均值下,海洋、城市和山区的平均XCO2值分别为411.07、425.71、417.87 ppm,标准差分别为1.93、0.85、0.96 ppm。综上所述,光谱能量模型对我国发展基于差分吸收激光雷达的二氧化碳浓度算法具有重要的参考意义。     

大气环境监测卫星星载激光雷达二氧化碳遥感反演方法及精度验证

目前卫星被动遥感二氧化碳存在空间覆盖不足、时空分辨率不够、地球两极和夜间缺少数据等问题,对二氧化碳的源汇研究带来很大的不确定度,同时也制约着利用卫星遥感温室气体探究全球变化。2022年4月我国发射了全球首颗搭载主动激光雷达探测二氧化碳的卫星-大气环境卫星。其上搭载了的气溶胶和碳探测激光雷达(ACDL),利用1 572 nm的两束激光,可以反演干空气中加权平均的二氧化碳柱浓度。初步与香河站(全球碳柱总量观测网)站点比对的平均偏差为0.48 ppm,Sodankyla(全球碳柱总量观测网)站点的比对的平均偏差为0.8 ppm,精度超过被动遥感卫星。     

考虑高斯能量分布的复杂表面航天器激光雷达散射特性分析

针对复杂表面航天器在激光雷达照射下散射特性模拟不准的问题,通过表面建模和激光特性修正进行了解决。该方法首先通过高斯能量分布法对激光光束模型进行修正;然后基于有限元的思想,针对航天器复杂表面非光滑、非连续以及多材质等特性,利用改进Z-buffer的消隐算法解决了复杂航天器表面建模问题;最后建立了面向激光雷达的复杂表面航天器激光雷达散射截面的计算方法。仿真分析表明:航天器不同姿态下的激光雷达散射截面精度提升了14.58%,为后续面向激光雷达的隐身设计奠定了基础。     

一种多功能单板PCM分路器

简要介绍了一种新近研制成功的多功能单极PCM分路器的结构组成、功能、设计思想和技术特点，并简述了它的应用。     

一种星间相对状态估计方法

编队自主导航是实现分布式遥感系统星间协同观测的基础。为实现分布式遥感系统星间相对状态的精确确定,提出一种基于MEMS激光雷达与纳型星罗盘的星间相对状态估计方法。借助相对姿态、轨道运动学方程建立了星间相对状态的无迹卡尔曼滤波(UKF)算法,解决了MEMS激光雷达测量与参考航天器姿态耦合的问题,并利用预定入轨参数及高精度轨道外推(HPOP)对方法进行仿真校验。结果表明,该方法具有可行性和实用性,估计精度满足分布式遥感任务需求,能够较好解决中远距离星间相对状态估计问题。     

一种多功能通信终端板的设计

在实验的基础上，采用无暂态锁相技术、相关码技术、ＡＤＭ转换技术，提出了一个用于微机与模拟电台接口的多功能通信终端板的设计方案。这种终端板能实现同时传时间、数据话音的功能。理论分析和实验结果证明了这种方案是可行的．     

一种高能激光光强测试新方案

为了测试高能CO2激光光强分布,提出利用半导体制冷片作为靶屏,用热像仪测量屏表面温度,通过热像仪的图像回推屏上光强分布.从理论上分析了工作中的制冷片在CO2高能连续激光辐照下热面温度的时空分布,给出回推光强的重构算法.     

一种基于非圆相干信号的波束成形算法

空间平滑是一种传统去相干算法,此算法是基于圆信号提出的,同时存在孔径损耗问题。针对非圆相干信号,提出了一种全阵加权扩展空间平滑波束成形算法。首先将扩展空间平滑的子阵分解思想引入波束成形算法中,从理论上证明了算法的去相干特性,并通过分析证明了算法比传统空间平滑算法在可适用信源数上的提高。为了更好地去除期望信号与干扰间的相干性,利用虚拟波束得到权值对子阵进行加权。最后设计了一种转换矩阵,可将子阵波束权矢量扩展至全阵波束权矢量,从而避免了扩展空间平滑带来的孔径损耗问题。仿真结果表明了算法的可行性及优越性。     

一种多功能芯片参数测试系统的设计

目前，国内的芯片参数测试系统大多都从国外进口，价格昂贵。本文讲述了基于STC12C5410AD单片机自主设计的一种多功能可扩展性强的芯片参数或动态特性的测试系统，介绍了其工作原理及硬件和软件设计。操作员利用计算机就可控制一整套测试步骤使之有条不紊的进行下去，减少了人为操作的失误与繁琐的手续。该测试系统成本低，应用程序界面友好，使用方便。     

一种多功能遥感卫星数据数字接收系统

介绍了目前在中国遥感卫星地面站使用的多功能数字接收系统，它能够接收处理不同码速率、不同调制方式的多种遥感卫星数据．在系统介绍之后还具体指出系统在硬件方面的一些特点。     

一种改进的非相干序贯检测捕获方案

为实现伪码的快速捕获 ,提出了一种基于连续累加的非相干序贯检测判决逻辑 ,同时给出了一种估算连续积分 /累加序贯检测逻辑的采样数的概率分布密度和平均采样数上限 ASN(Average Sample Number)的算法。仿真结果表明 ,连续累加非相干序贯检逻辑达到了预期的虚警概率和检测概率 ,且性能优于传统序贯检测 ,证明了检测逻辑的正确性和可用性。此方案可以为扩频通信系统中如何解决伪码捕获这一问题提供新的思路和方法