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区域观测卫星激光反射器有效反射面积的设计

红外与激光工程 2016年第2期45卷 27-31页

作者：程志恩张忠萍张海峰李朴汤凯孙建锋中国科学院上海天文台上海200030 中国科学院大学北京100049 中国科学院上海光学精密机械研究所上海201800

卫星激光反射器阵列结构决定有效反射面积分布,进而影响激光回波强度。在某些小型卫星应用中,地面台站只需对卫星局部天区过境观测,但激光反射器需数十平方厘米的有效反射面积,且对质量和尺寸有限制,需合理设计激光反射器阵列排布指向... 详细信息

卫星激光反射器阵列结构决定有效反射面积分布,进而影响激光回波强度。在某些小型卫星应用中,地面台站只需对卫星局部天区过境观测,但激光反射器需数十平方厘米的有效反射面积,且对质量和尺寸有限制,需合理设计激光反射器阵列排布指向以满足大的有效反射面积应用需求。推导了不同指向角反射器有效反射面积计算模型,并以某一局部天区观测的低轨卫星激光反射器为例,给出了有效反射面积的仿真结果,并进行了实验室测试。结果表明,局部天区观测卫星激光反射器的有效反射面积设计与测试结果相符,为区域观测卫星激光反射器应用奠定了基础。

关键词：光学设计有效反射面积激光反射器

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角锥棱镜的入射角及有效反射面积分析

半导体光电 2014年第5期35卷 811-816页

作者：焦仲科岳永坚中国科学院光电技术研究所成都610209 中国科学院大学北京100049

基于角锥棱镜的基本结构及定向反射的光学特性,证明了同一光束出射点与入射点的对称关系以及不同入射光束出射点与对应顶点投影点的偏移量关系。推导出不同入射条件下角锥棱镜最大入射角及有效反射面积的理论计算方法,并给出最大入射角... 详细信息

基于角锥棱镜的基本结构及定向反射的光学特性,证明了同一光束出射点与入射点的对称关系以及不同入射光束出射点与对应顶点投影点的偏移量关系。推导出不同入射条件下角锥棱镜最大入射角及有效反射面积的理论计算方法,并给出最大入射角随方位角和折射率变化的规律图线及有效反射面积随入射角、方位角、折射率变化的规律图线。研究为角锥棱镜阵列的有效反射面积、回波能量的计算、误差分析等提供理论基础,且对正确设计使用角锥棱镜具有重要的理论指导意义。

关键词：角锥棱镜(CCR) 入射角方位角有效反射面积

星载激光反射器阵列的有效反射面积分布的计算

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中国科学（G辑） 2004年第1期34卷 114-120页

作者：扈荆夫李鑫杨福民陈婉珍张忠萍中国科学院上海天文台上海200030

星载激光反射器的有效反射面积直接影响卫星激光测距的回波强度,反射器阵列的形状决定了有效反射面积的分布.推导了星载不同倾角的角反射器在不同天区的有效反射面积的计算公式,并以神舟四号轨道舱的类圆台形的激光反射器阵列为例,给出... 详细信息

星载激光反射器的有效反射面积直接影响卫星激光测距的回波强度,反射器阵列的形状决定了有效反射面积的分布.推导了星载不同倾角的角反射器在不同天区的有效反射面积的计算公式,并以神舟四号轨道舱的类圆台形的激光反射器阵列为例,给出了有效反射面积分布的数值计算结果.

关键词：卫星激光测距激光反射器有效反射面积神舟四号轨道反射器结构卫星轨道

关于在厘米波段中计算目标有效反射面积的论点

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电信科学 1958年第1期 30-31页

作者： Г.И.彼洛夫秦臻

本文对某些文献上关于计算有效反射面积和无线电波漫射性反射面积所引用的错误观点发表评述,并指出在某些文章里引证的关于有效反射面积和空用景像雷达机天线指向系数的公式是不够精确的。关于目标有交反射面积 S?的概念。

关键词：有效反射面积景像功率通量密度天线指向性反射指向系数主波脉冲宽度半球面反射功率

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一种角反射体雷达散射截面积的高频预估算法

电波科学学报 2016年第2期31卷 331-335,362页

作者：范学满胡生亮贺静波海军工程大学电子工程学院武汉430033

几何光学/区域投影(Geometrical Optics/Area Projection,GO/AP)法是一种综合利用GO和AP进行电大尺寸目标单站雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)预估的高频混合算法.文章推导建立了利用GO/AP法进行RCS预估的通用流程,计算出不同... 详细信息

几何光学/区域投影(Geometrical Optics/Area Projection,GO/AP)法是一种综合利用GO和AP进行电大尺寸目标单站雷达散射截面积(Radar Cross Section,RCS)预估的高频混合算法.文章推导建立了利用GO/AP法进行RCS预估的通用流程,计算出不同入射方向下三角形三面角反射RCS的完整表达式;将其与RCS最大值的经验公式以及FEKO软件的仿真结果进行对比,验证了GO/AP法的可行性;在边界入射方向对GO/AP算法进行改进,进一步拓宽了GO/AP法对观察角的适应范围.

关键词：雷达散射截面积几何光学/区域投影法有效反射面积角反射体

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角锥棱镜的斜入射远场衍射图样

物理学报 2021年第15期70卷 85-94页

作者：汤凯程志恩邓华荣耿仁方张忠萍中国科学院上海天文台上海200030 南京信息工程大学遥感与测绘工程学院南京210044

角锥棱镜是激光反射器的主要光学组件,在合作目标卫星激光测距中发挥着关键作用.精确计算角锥棱镜的远场衍射图样是估算激光测距回波能量的必要过程.本文基于角锥棱镜的反射原理,分析了不同激光入射方向对反射器有效反射面积的影响,提... 详细信息

角锥棱镜是激光反射器的主要光学组件,在合作目标卫星激光测距中发挥着关键作用.精确计算角锥棱镜的远场衍射图样是估算激光测距回波能量的必要过程.本文基于角锥棱镜的反射原理,分析了不同激光入射方向对反射器有效反射面积的影响,提出了一种适用范围更广的有效反射面积计算方法,同时分析了激光入射方向对角锥棱镜光学反射率的影响.在此基础上,应用光学标量衍射理论建立了远场衍射图样算法,分别对多种激光入射方向的镀金属(银)膜和无镀膜角锥棱镜进行了远场衍射图样仿真计算,得到了两类角锥棱镜的远场衍射图样分布随入射方向变化的规律.搭建了角锥棱镜远场衍射图样测试系统,通过实测结果与仿真计算的对比分析,验证了仿真计算的准确性.

关键词：角锥棱镜有效反射面积远场衍射图样仿真计算

激光光束入射角度变化对角锥棱镜测量精度的影响

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光学精密工程 2009年第2期17卷 286-291页

作者：刘万里欧阳健飞曲兴华天津大学精密测试技术及仪器国家重点实验室天津300072 中国矿业大学机电工程学院江苏徐州221116

为了掌握光束入射角变化对激光跟踪仪中角锥棱镜测量精度的影响规律,详细分析了角锥棱镜的工作原理和反射特性,计算了角锥棱镜在不同入射角下的实际有效反射面积,并建立了角锥棱镜有效反射面积随光束入射角变化的理论公式,进而得到角锥... 详细信息

为了掌握光束入射角变化对激光跟踪仪中角锥棱镜测量精度的影响规律,详细分析了角锥棱镜的工作原理和反射特性,计算了角锥棱镜在不同入射角下的实际有效反射面积,并建立了角锥棱镜有效反射面积随光束入射角变化的理论公式,进而得到角锥棱镜测量精度随光束入射角变化的规律。实验结果表明:角锥棱镜测量精度随入射角增大而减小,在最大允许入射角处发生突变。在最大允许入射角为±35.26°时,其测量误差达到0.050 mm;而在±20°内时,其测量精度优于0.010 mm;入射角在±15°内其测量精度最高,稳定性最好。所得结论证明了当角锥棱镜入射角在±20°内工作时能满足了激光跟踪仪的测量精度要求,这对角锥棱镜设计和实际测量工作具有指导意义。

关键词：角锥棱镜测量精度入射角有效反射面积激光跟踪仪

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类柱体空间目标的星等计算模型研究

光电工程 2008年第7期35卷 33-37页

作者：谈斌姚东升向春生张己化石家庄军械工程学院石家庄050003 乌鲁木齐21信箱乌鲁木齐841700 中国科学院光电技术研究所成都610209

针对类似柱体的空间目标的视亮度计算模型,从空间目标的等效视星等的一般计算公式出发,利用面元模型,详细推导了类似棱柱的空间目标的光照有效反射面积,基于圆柱可由棱柱近似的思想,直接得到了类圆柱体目标的有效反射面积计算模型;为了... 详细信息

针对类似柱体的空间目标的视亮度计算模型,从空间目标的等效视星等的一般计算公式出发,利用面元模型,详细推导了类似棱柱的空间目标的光照有效反射面积,基于圆柱可由棱柱近似的思想,直接得到了类圆柱体目标的有效反射面积计算模型;为了使星等亮度模型易于求解,采用卫星工具包(STK)提供模型计算中涉及的太阳、目标和地面三者的时空关系,给出了基于STK的星等计算过程,并进行了实例计算和分析,结果表明本文的星等模型易于利用STK实现,且类圆柱体模型比经验模型具有更高的分辨率。将计算结果与其它计算方法比较,所得结果更为细致。

关键词：星等模型卫星工具包有效反射面积空间目标

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适用于立方体卫星的激光测距合作目标

光学精密工程 2017年第7期25卷 1705-1713页

作者：罗青山郭唐永姚运生中国地震局地球物理研究所北京100081 中国地震局地震研究所中国地震局地震大地测量重点实验室湖北武汉430071

为了给立方体卫星星载GPS定轨数据提供检核标准,并满足高精度测定轨道的应用要求,通过在10cm×10cm×10cm的标准立方体卫星的每个表面分布3个通光口径为1.0cm的微小激光反射器,设计了质量约为108g、视场角满足360°、测距精度可达厘米... 详细信息

为了给立方体卫星星载GPS定轨数据提供检核标准,并满足高精度测定轨道的应用要求,通过在10cm×10cm×10cm的标准立方体卫星的每个表面分布3个通光口径为1.0cm的微小激光反射器,设计了质量约为108g、视场角满足360°、测距精度可达厘米级的激光测距合作目标。根据角锥棱镜的二面角误差、反射面面形误差及入射面面形误差所引起的光束附加相位,分析角锥棱镜在远场的衍射分布特性;接着,根据激光合作目标在卫星上的分布方式,计算激光合作目标的相对有效面积分布;然后,利用激光测距方程估算不同轨道高度的立方体卫星激光反射器回波光子数,并根据卫星质心改正模型估算激光测距精度;最后,以皮卫星激光合作目标测距试验为例,验证了装载在卫星上的1.0cm微小激光反射器能够反射回足够的激光回波信号。结果表明,此种分布方式对于运行在250~1 000km轨道上的立方体卫星能够提供足够的回波信号,激光测距内精度可达厘米级,满足立方体卫星对激光测距合作目标质量轻、分布灵活、测距精度高的要求。

关键词：激光测距立方体卫星激光合作目标有效反射面积测距精度