偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究

邓华荣; 吴志波; 李朴; 汤凯; 张海峰

doi:10.3788/IRLA201746.0917005

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偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究

邓华荣, 吴志波, 李朴, 汤凯, 张海峰

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邓华荣, 吴志波, 李朴, 汤凯, 张海峰. 偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917005-0917005(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

引用本文:

邓华荣, 吴志波, 李朴, 汤凯, 张海峰. 偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究[J]. 红外与激光工程, 2017, 46(9): 917005-0917005(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

Deng Huarong, Wu Zhibo, Li Pu, Tang Kai, Zhang Haifeng. Improvement research on SLR data deviation by using polarization technology for energy regulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 917005-0917005(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

Citation:

Deng Huarong, Wu Zhibo, Li Pu, Tang Kai, Zhang Haifeng. Improvement research on SLR data deviation by using polarization technology for energy regulation[J]. Infrared and Laser Engineering, 2017, 46(9): 917005-0917005(4). doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

1.
中国科学院上海天文台,上海 200030

基金项目:

国家自然科学基金（11303074，U1631240，11503068）

详细信息

作者简介:
邓华荣(1987-)，男，工程师，硕士，主要从事卫星激光测距方面的研究。Email:dhr@shao.ac.cn

中图分类号: P228.5

Improvement research on SLR data deviation by using polarization technology for energy regulation

1.
Shanghai Astronomical Observatory,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200030,China

摘要: 改善激光观测数据偏差对推动毫米级精度卫星激光测距（Satellite Laser Ranging，SLR）技术在全球大地测量观测系统中应用具有重要作用。系统时延标定误差是激光观测数据偏差产生的主要原因，其中地面靶目标测量与卫星测量时的系统差异，以及单光子探测中激光回波强度所引起的光子探测时间游动误差是主要因素。以上海天文台SLR系统为平台，对上述两种测量模式下系统时延及激光回波强度差异进行了分析和修正。利用激光偏振特性，应用半波片-偏振片组合调能技术，实现两种测量模式下光路的零差异切换以及回波强度的实时控制，有效减少光路不同和探测器时间游动效应，激光数据偏差改善了10~20 mm，达到了国际SLR数据质量标准要求。激光偏振技术也可用于高重复率激光测距的激光后向散射规避，提高激光回波数，具有很好的应用推广价值。
- 卫星激光测距 /
- 地靶校准 /
- 偏振技术 /
- 时间游动 /
- 数据质量
Abstract: Improving SLR observation data deviation has an important role in promoting application of millimeter precision satellite laser ranging technology in global geodetic observation system. The error of system time-delay calibration is the main reason of producing SLR observation data deviation. In the affecting factors, the system difference between target measurement and satellite laser ranging and time walk effects of detector for echo intensity in single photon detection are the mainly ones. On the platform of SLR system in Shanghai Astronomical Observatory, the differences of system delay and laser echo intensity in two measurement modes were analyzed and corrected. Laser polarization property was made use of, polarization technology of half wave plate-polarizer combination for energy regulation was applied, and optical path zero difference switch and echo intensity of real-time control in two measurement modes were implemented. The technology effectively reduces the light path difference and time walk effects of detector, and data improvement was about 10-20 mm which has met SLR international quality standard. The technology can also be used for backscatter avoidance in high repetition rate laser ranging, improve the echo numbers and have the good value for popularization and application.
- satellite laser ranging /
- target calibration /
- polarization technology /
- time walk /
- data quality

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偏振调能技术对SLR数据偏差的改善研究

doi: 10.3788/IRLA201746.0917005

1. 中国科学院上海天文台,上海 200030

作者简介:
邓华荣(1987-)，男，工程师，硕士，主要从事卫星激光测距方面的研究。Email:dhr@shao.ac.cn

收稿日期: 2017-01-10
修回日期: 2017-02-20
刊出日期: 2017-09-25

基金项目:

国家自然科学基金（11303074，U1631240，11503068）

中图分类号: P228.5

关键词:

摘要: 改善激光观测数据偏差对推动毫米级精度卫星激光测距（Satellite Laser Ranging，SLR）技术在全球大地测量观测系统中应用具有重要作用。系统时延标定误差是激光观测数据偏差产生的主要原因，其中地面靶目标测量与卫星测量时的系统差异，以及单光子探测中激光回波强度所引起的光子探测时间游动误差是主要因素。以上海天文台SLR系统为平台，对上述两种测量模式下系统时延及激光回波强度差异进行了分析和修正。利用激光偏振特性，应用半波片-偏振片组合调能技术，实现两种测量模式下光路的零差异切换以及回波强度的实时控制，有效减少光路不同和探测器时间游动效应，激光数据偏差改善了10~20 mm，达到了国际SLR数据质量标准要求。激光偏振技术也可用于高重复率激光测距的激光后向散射规避，提高激光回波数，具有很好的应用推广价值。

English Abstract

Improvement research on SLR data deviation by using polarization technology for energy regulation

1. Shanghai Astronomical Observatory,Chinese Academy of Sciences,Shanghai 200030,China

Received Date: 2017-01-10
Rev Recd Date: 2017-02-20
Publish Date: 2017-09-25

Keywords:

Abstract: Improving SLR observation data deviation has an important role in promoting application of millimeter precision satellite laser ranging technology in global geodetic observation system. The error of system time-delay calibration is the main reason of producing SLR observation data deviation. In the affecting factors, the system difference between target measurement and satellite laser ranging and time walk effects of detector for echo intensity in single photon detection are the mainly ones. On the platform of SLR system in Shanghai Astronomical Observatory, the differences of system delay and laser echo intensity in two measurement modes were analyzed and corrected. Laser polarization property was made use of, polarization technology of half wave plate-polarizer combination for energy regulation was applied, and optical path zero difference switch and echo intensity of real-time control in two measurement modes were implemented. The technology effectively reduces the light path difference and time walk effects of detector, and data improvement was about 10-20 mm which has met SLR international quality standard. The technology can also be used for backscatter avoidance in high repetition rate laser ranging, improve the echo numbers and have the good value for popularization and application.