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《中国科学院云南天文台》 2001年
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月球激光测距的新技术方法研究

熊耀恒  
【摘要】: 月球激光测距是国内外所瞩目的宏伟目标,代表着单光子探测技术的高峰。 本论文的目的是探索提高激光测月回波光子数的新方法,进而增加激光测 月成功的几率。其思路是源于一个新的想法:在激光测月过程中引入大气波前 倾斜量实时补偿的技术。 首先介绍激光测月的现状和其难度所在:回波光子数太少,基本上属于亚 光子探测范畴。在现有技术条件下,本文对影响激光测月回波光子数的因素逐 一进行分析讨论,提出应该把激光束截面能量分布和大气湍流效应包括进去。 为此分析讨论了大气湍流和大气中光场的基本统计性质、激光束在大气中传输 时所受大气湍流的影响以及大气湍流对激光测距的影响,得出大气湍流特别对 激光测月有着明显影响的结论。在此基础上对传统的激光测距方程进行了修正, 使其应用到激光测月时更符合真实的情况,从而指导补偿的进行。涉及到在激 光测月中对受大气湍流而畸变的激光束进行补偿,本文抓住重点,通过分析看 出对大气倾斜量的实时补偿是提高激光测月回波光子数的重要因素。结合激光 测月以及云南天文台现有测距系统的实际情况,本文独创性地提出利用激光测 月目标近旁一定大小区域的扩展面源探测与计算大气倾斜量,然后对激光测月 中的激光束进行大气倾斜量实时补偿的新技术方法。在分析比较各种从低对比 度扩展源中计算大气倾斜量的算法后,本文认为采用绝对差分法最佳。最后是 具体的激光测月的新技术方案,同时对此方法的理论与技术进行了分析讨论, 推导出新技术方法的理论依据、补偿效果、可行性与实用性。 本文仅是一个新技术方法的开端,还有许多工作要做。希望本文的结果对 激光测月理论的发展和实际提高测月成功的几率有一定的意义。
【学位授予单位】:中国科学院云南天文台
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2001
【分类号】:P228.5

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【引证文献】
中国期刊全文数据库 前1条
1 魏二虎;常亮;刘经南;;我国进行激光测月的研究[J];测绘信息与工程;2006年03期
中国硕士学位论文全文数据库 前2条
1 秦少伟;回波测量用高精度三维微调架结构设计与分析[D];中国科学院研究生院(长春光学精密机械与物理研究所);2010年
2 刘军;漫反射激光测距研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2007年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 刘顺发,陈洪斌,郑亚林;影响激光传输因素分析[J];宝鸡文理学院学报(自然科学版);2002年02期
2 周南润,吕百达,陶向阳;用傅立叶级数展开法研究受光阑限制的超高斯光束的传输特性[J];江西师范大学学报(自然科学版);2002年01期
3 李宾中,陶向阳,吕百达;高功率激光二极管线性阵列光束特性的研究[J];江西师范大学学报(自然科学版);2003年02期
4 胡利云,饶志明,周南润,嵇英华,雷敏生,熊志华;受光阑限制厄米-高斯光束的聚焦特性[J];江西师范大学学报(自然科学版);2003年03期
5 王春芳,涂海华,陶向阳;近解析研究厄米-高斯光束的焦移和焦开关[J];江西师范大学学报(自然科学版);2004年02期
6 王春芳,戴勇行,涂海华,陶向阳,蔡十华;截断参数对焦移量和焦开关的影响[J];江西师范大学学报(自然科学版);2004年06期
7 涂海华;李忠秀;戴勇行;;厄米-高斯光束通过硬边光阑光学系统变换的近解析传输公式[J];江西师范大学学报(自然科学版);2006年05期
8 吕百达,季小玲;固体激光技术发展前景展望[J];重庆师范学院学报(自然科学版);1999年04期
9 白改朝;司磊;;基于Matlab的稳态热晕数值模拟[J];电脑编程技巧与维护;2010年24期
10 王友文,谭吉春;方形光阑限制高斯光束的传输变换[J];大学物理;2004年07期
中国重要会议论文全文数据库 前6条
1 李宾中;吕百达;;部分偏振部分相干光并合光束的偏振与传输变换特性[A];中国光学学会2010年光学大会论文集[C];2010年
2 张艳;张彬;文侨;;部分相干平顶光束的光谱传输特性[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
3 彭勇;胡晓阳;周文超;易亨瑜;田小强;张卫;;大口径激光束参量直接诊断技术[A];第十七届全国激光学术会议论文集[C];2005年
4 李亚斌;宋丰华;;激光推进中的波前检测技术研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
5 华恒祺;赵学庆;郑国鑫;易爱平;叶锡生;;高功率准分子激光参数测量研究[A];2006年全国光电技术学术交流会会议文集(C 激光技术与应用专题)[C];2006年
6 车进喜;许晓军;张恒伟;王东;元凤杰;;10.6μm CO_2激光对红外成像系统干扰效果的实验研究[A];2009年先进光学技术及其应用研讨会论文集(上册)[C];2009年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 张辉;强激光大气斜程传输热晕数值模拟[D];西安电子科技大学;2011年
2 郑婉君;脉冲红光泵浦Cr:LiSAF激光器的研究[D];太原理工大学;2011年
3 刘保菊;大气激光通信系统传输特性的研究[D];河南理工大学;2008年
4 段刘华;靶面温度场反演激光束时空分布研究[D];暨南大学;2011年
5 杨亮;空心激光束的产生技术研究[D];长春理工大学;2011年
6 王焱;无纺布激光焊接参数的研究[D];长春理工大学;2011年
7 牟国强;像散光学系统中的光束聚焦特性研究[D];西南交通大学;2011年
8 刘春波;激光振荡淬灭法获得KrFASE短脉冲研究[D];哈尔滨工业大学;2010年
9 石鹏飞;基于常规气象参数的大气湍流建模技术研究[D];国防科学技术大学;2011年
10 李成良;光束在湍流大气中的传输[D];华侨大学;2011年
【同被引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 袁健男;付跃刚;郭俊;宁成达;;改进型卡塞格林望远光学系统的优化设计[J];长春理工大学学报(自然科学版);2010年03期
2 陈俊勇;月球地形测绘和月球大地测量(5)[J];测绘科学;2004年06期
3 赵有,刘乃苓;卫星激光测距的发展和现状[J];测绘通报;1999年12期
4 魏二虎;常亮;刘经南;;我国进行激光测月的研究[J];测绘信息与工程;2006年03期
5 郑千洪;王黎;高晓蓉;;基于FPGA的图像采集卡的设计[J];电气自动化;2007年06期
6 吴振森;任意形状粗糙物体的激光后向散射[J];电子科学学刊;1993年04期
7 熊耀恒,伏红林;云南天文台1.2m望远镜的光学系统[J];光电工程;1998年S1期
8 张林波,任戈,陈洪斌;大口径望远镜水平轴系的模态分析[J];光电工程;2003年02期
9 李淑军,高晓东,朱耆祥;带太阳能帆板的卫星光度特性分析[J];光电工程;2004年04期
10 张鹏飞,周金运,廖常俊,刘颂豪;APD单光子探测技术[J];光电子技术与信息;2003年06期
中国硕士学位论文全文数据库 前3条
1 李鑫;实现白天测距的卫星激光测距系统及其信号的相关检测[D];吉林大学;2007年
2 杨晓文;滚筒式洗衣机的振动模态分析[D];上海交通大学;2006年
3 龚立新;发动机连杆静态与动态特性的有限元分析研究[D];哈尔滨工程大学;2007年
【二级引证文献】
中国期刊全文数据库 前5条
1 黄涛;李祝莲;;电光强度调制的非线性分析[J];电光与控制;2012年05期
2 王文睿;李斐;;月球探测中若干问题的研究及进展[J];地球物理学进展;2008年06期
3 黄勇;胡小工;李培佳;曹建峰;蒋栋荣;郑为民;樊敏;;运动学统计定位方法应用于月球着陆器的精密定位[J];科学通报;2012年Z2期
4 ;Precise positioning of the Chang'E-3 lunar lander using a kinematic statistical method[J];Chinese Science Bulletin;2012年35期
5 李培佳;黄勇;昌胜骐;胡小工;刘庆会;郑鑫;王广利;郑为民;樊敏;;基于地基观测的嫦娥三号着陆器与巡视器高精度定位[J];科学通报;2014年32期
中国博士学位论文全文数据库 前3条
1 魏二虎;我国空间VLBI系统的有关设计和模拟计算研究[D];武汉大学;2006年
2 宋小鹿;二极管泵浦固体激光器若干重要问题的研究[D];西安电子科技大学;2009年
3 杨海峰;自适应光学波前处理机高速数据传输和信号与电源完整性技术研究[D];中国科学院研究生院(光电技术研究所);2014年
中国硕士学位论文全文数据库 前4条
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2 王纯;空间测地技术中大气折射延迟研究[D];河南理工大学;2009年
3 邓亚楠;单光子探测猝灭技术的研究[D];电子科技大学;2013年
4 朱健超;高功率1064nm单频激光器的研究[D];长春理工大学;2014年
【相似文献】
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1 魏二虎;常亮;刘经南;;我国进行激光测月的研究[J];测绘信息与工程;2006年03期
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3 金文敬;杨志根;;激光测月距中月潮的影响[J];中国科学院上海天文台年刊;1983年00期
4 金文敬,李金岭,聂照明;用激光测月资料研究月球的物理性质[J];Chinese Journal of Astronomy and Astrophysics;1992年02期
5 郭锐,熊耀恒;自适应光学技术应用于激光测月中大气波前倾斜量的探测与计算[J];天文学报;2004年04期
6 周允芬;发展中的月球激光测距系统[J];云南天文台台刊;1985年02期
7 许华冠;黄乘利;金文敬;;激光测月资料分析中的广义相对论效应[J];中国科学院上海天文台年刊;1993年00期
8 黄乘利,金文敬,许华冠;激光测月中的地球和月球参考架[J];中国科学院上海天文台年刊;1996年00期
9 金文敬;钱昌夏;杨志根;;固体潮与海潮对激光测月距的影响[J];中国科学院上海天文台年刊;1983年00期
10 李金岭,聂昭明,金文敬;用激光测月资料检测板块运动初探[J];云南天文台台刊;1990年02期
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1 郭锐;从月面扩展源探测与实时计算大气倾斜量的研究[D];中国科学院研究生院(云南天文台);2004年
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