关于人造卫星激光测距介绍

[拼音]：renzaoweixing jiguang ceju

[外文]：satellite laser ranging

利用激光测量人造地球卫星距离的技术。这种技术是六十年代中期出现的。所用的仪器称为人造卫星激光测距仪，又称人造卫星激光测距系统或人造卫星激光雷达。它包括激光器、发射和接收光学系统、跟踪机架和控制系统、光电检测器、时间间隔计数器和数据记录等部分。目前，这种方法仅能测量一些装有后向反射器(见月球激光测距)的卫星。仪器中采用的激光器只限于固体脉冲激光器，如红宝石激光器、钇铝石榴石激光器等。

人造卫星激光测距的原理是：从地面测站向卫星发射一束脉冲激光，经过卫星上的反射器反射后，由测站的接收望远镜接收。用计数器测定激光往返的时间间隔，即可推算出卫星的距离。人造卫星激光测距技术与经典的天体测量方法不同，它不再测量卫星的方位。光线在大气中传播慢于在真空中传播所引起的误差对测距结果的影响很小，在地平高度10°以上，其修正值可以准确到1厘米，因此是很有发展前途的一种观测方法。

测距仪发射光学系统的作用是对发射激光束进行准直，使激光束以很窄的发散角集中射向卫星，一般是采用小口径的伽利略望远镜。接收光学系统通常采用口径30～60厘米的反射望远镜。跟踪机架大多采用地平式装置，控制系统采用小型电子计算机。光电检测器一般采用高灵敏度的快速响应的光电倍增管。为了有效地减少噪声脉冲对计数器的干扰，必须采用距离门控的方法。在测量远距离卫星时，仅能收到一、二个光电子。近年来单光电子探测技术已开始应用于人造卫星激光测距。

到1979年为止，已发射十多颗装有后向反射器的人造卫星，如“激光地球动力学卫星”(LAGEOS)、“海洋卫星”(SEASAT)等，卫星的距离从几百公里到二万多公里。激光器的脉冲功率高达数百兆瓦到上千兆瓦，脉冲宽度短到0.1～0.2毫微秒，计数器测量时间间隔的精度也可达到 0.1毫微秒左右。测距精度已达到 5～10厘米，几年以内有可能达到2厘米左右。最近，美国国家航空和航天局在设计一种新型的测距系统，把激光器和跟踪机架等装在卫星上，后向反射器则安置在地面上，这可以说是另一种意义上的人造卫星激光测距仪。它的主要用途是测量断层的运动，不需要设置大量耗资很多的地面测距系统。但由于用途所限，它并不能完全代替现有的地面人造卫星激光测距仪。

人造卫星激光测距技术在天文学、地球物理学、大地测量和地震预报等方面都具有重要意义。到1979年，已有十多个国家的二十多个测站（部分是流动站）进行经常性的测量和研究，并开展国际合作。