共光路百赫兹激光测月系统主回波重叠的研究

高重频激光测月技术是月球激光测距的一个重要发展趋势,对获得更多的激光测月数据具有重要意义。在之前的10 Hz测月频率基础上,中国科学院云南天文台开发了共光路百赫兹激光测月系统。然而在共光路系统中,存在发射激光光子的主波时刻与接收激光光子的回波时刻相重叠的现象,影响了对回波光子的探测。文中从信号时序角度对主回波重叠现象进行了分析,研究了光子飞行时间与重叠现象间的关联性。利用某天的月面反射器的轨道预报对系统的重叠发生比率进行了模拟,得出了当天观测时段内整体的重叠发生率约为8%。同时开展了基于每个发射时刻的分段模拟,结果与前者吻合。对微调转镜转速以避开主回波重叠的方法进行了分析,开展了对应的转镜转速调整试验,结果表明当重叠发生时,对转速进行适量调整可以避开主回波重叠。

单光子激光测距系统主回波重叠与应对方法

共光路单光子激光测距系统中,存在激光发射时刻与回波光子接收时刻相重叠的现象,称为主回波重叠。重叠会造成特定测距时间段回波信号的丢失,导致目标探测概率的降低。通过对测距系统的结构与工作信号时序的分析计算,研究了主回波重叠现象发生的条件,得出测距光子飞行时间与重叠现象间的关联性。阐述了激光发射调整对重叠的作用机理,给出基于激光发射时间间隔周期调整的主回波重叠的应对方法。据此开展对应的整体模拟与测距实验,结果表明该方法可在一定程度上避免主回波重叠的发生,提高目标的探测概率。