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科普说说北斗二代卫星测距技术 [复制链接]

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卫星激光测距(satellitelaserranging,SLR)是利用安置在地面上的卫星激光测距系统所发射的激光,根据观测装有激光反射镜的卫星,以测定测站到卫星之间的距离的技术和方法。激光测距可分为非飞行时间测距和飞行时间测距两种。非飞行时间测距指通过光子计数和统计理论的测距体制。飞行时间测距可分为脉冲式激光测距、相位式激光测距及干涉法激光测距。脉冲测距比较适合距离测量,特别是在天体测量方面。相位测距也比较适合于较大距离的测量,其特点和标准统一载波测距体制有很大的相似性,可实现高精度远距离测量。干涉激光测距主要用于微小距离测量或形状变化。

导航卫星在轨位置的误差大小,直接影响运动载体7维状态参数的测量精度;因此,如何精确测定导航卫星的轨道参数,准确地预报导航卫星的运行轨道,是实现高精度导航定位的关键问题。卫星激光测距是卫星单点定位中精度最高的一种,精度可达厘米级,可精度测定地面测站的地心坐标、长达几千千米的基线长度、卫星的精确轨道参数、地球自转参数、地心引力常数、地球重力场球谐系数、潮汐参数以及板块运动和地壳升降速率等。

年4月14日,中国第一颗中轨工作卫星--北斗M1成功发射。它所装备的星载激光后向反射镜阵列,是一个31.6cmX28cm,重

2.5kg的六角形阵列,该阵列由42个角反射棱镜组成,每个射棱镜的口径为33mm。

次年,北斗-M1卫星被列入国际卫星激光测距服务组织(ILRS)的国际联测卫星系列之中。中国国家天文台利用通过中阿合作设置在阿根廷圣胡安大学天文台的60cm接受物镜口径的第三代高精度卫星激光测距仪,自年12月开始观测北斗-M1卫星;此外,长春、上海、武汉和北京的SLR观测站也观测到了该卫星。

当时,由于M1激光反射器具有重量轻(仅2.5千克,俄罗斯的Glonass99为4.5千克以上)、面积较小、回波信号较强和测量精度高(M1的单次测量精度为2cm,Glonass为3cm)等特点,已被国际激光测距组织确认为最佳设计,已引起美国宇航局、欧洲航天局、俄罗斯航天局的

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