基于G-SPAD的卫星激光测距回波特性

作     者：刘源 安宁 范存波 温冠宇 张海涛 马磊 LIU Yuan;AN Ning;FAN Cun-bo;WEN Guan-yu;ZHANG Hai-tao;MA Lei

作者机构：中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站长春130117 中国科学院大学北京100049 

出 版 物：《光子学报》 (Acta Photonica Sinica)

年 卷 期：2018年第47卷第8期

页      面：193-200页

核心收录：

学科分类：08[工学] 081601[工学-大地测量学与测量工程] 0816[工学-测绘科学与技术] 

基　　金：吉林省科技厅基金(No.20170520155JH)资助~~ 

主　　题：盖革模式单光子雪崩光电二极管 探测器 卫星激光测距 回波特性 测距精度 

摘      要：从盖革模式单光子雪崩光电二极管的光电特性出发,分析了卫星激光测距的测距精度与激光脉冲宽度及回波强度的关系,并利用长春站卫星激光测距系统对地球动力学卫星进行观测.结果表明,当回波光子数为1 000左右时,系统测距精度为10.2mm左右,当回波光子数为8 000时,测距精度减小为9.4mm左右,表明回波强度较大时,可提高卫星激光测距系统的测距精度;当激光器脉宽为200ps时,系统测距精度为17.3mm,当脉宽为50ps时,系统的测距精度为10.0mm,表明卫星激光测距系统的测距精度随着脉宽变窄得到了有效提高.为进一步验证理论结果,对Ajisai卫星进行实测,分析了高重复频率激光测距系统对系统测距精度的影响,结果表明采用窄脉宽高重复频率的激光测距系统,激光测距有效回波数和标准点密度呈数量级增加,测距精度也有一定的提高.因此,为了改善卫星激光测距系统回波特性,应选用脉宽窄、重复频率高、能量大的激光器作为基于盖革模式单光子雪崩光电二极管的卫星激光测距系统的激光光源.