基于地靶的卫星激光观测数据分析

地靶测量是卫星激光测距中的重要组成部分。本文首先简要介绍了卫星激光测距及其地靶测量的基本原理,其次对北京房山人卫激光站2006-2007年地靶观测数据进行处理和分析。研究结果表明,近两年来房山人卫激光站通过硬件和软件的改善,其观测系统的性能有所提高。     

北京人卫激光观测站白天激光测距实现

对于卫星激光测距来说, 白天测距是当今卫星激光测距领域的主要研究和发展方向。北京卫星观测站是在千赫兹激光测距的基础上实现的白天激光测距。本文介绍了北京卫星观测站白天激光测距系统实现方法, 并对观测结果进行了计算和分析,得出了北京人卫激光观测站在白天卫星激光接收系统性能提高的基础上观测数据的数量和质量不断提高的结论。     

北京人卫激光观测站kHz激光测距系统升级实现

本文介绍了北京人卫激光观测站的kHz激光测距系统的改造与实现情况,并对kHz卫星激光测距系统的实测结果进行了简析,比较了不同激光发生器的测距激光。研究结果表明,该站的kHz卫星激光测距系统已经初步实现,且观测数据量和观测精度较以往低重复频率激光发生器都有所改善。     

武汉人卫站第三代卫星激光测距系统

本文阐述武汉人卫站第三代卫星激光测距系统，包括硬件和软件，并介绍了１９９０年和１９９年的观测情况。从两年多的观测实践和国外返馈的结果可知：①武汉站第三代卫星激光测距系统能够观测所有带反射镜的激光卫星，具有一定的地影观测能力，单次测距精度为２－４ｃｍ；②实现了用微机进行实时跟踪控制；③研制的软件系统可以提高卫星位置预报精度、增强信噪分辨力、以及提高资料利用率。     

“北京房山站高精度人卫激光测距系统性能改进与运行研究”通过专家鉴定

“北京房山站高精度人卫激光测距系统性能改进与运行研究”通过专家鉴定中国测绘科学研究院承担的“北京房山站高精度人卫激光测距系统性能改进与运行研究”项目，于一九九四年十月七日在北京通过了专家鉴定。著名科学家王大珩、天文学家叶淑华、大地测量学家陈俊勇以及十...     

空间目标激光测距轨道预报研究

为了实现地面卫星激光观测站对空间目标的轨道预报,设计了空间目标激光测距轨道预报软件。首先,利用空间目标的两行根数结合轨道外推算法,计算出空间目标在地心惯性坐标系下的坐标;其次,通过空间目标、地心和观测站三者之间的坐标系转换,计算出空间目标相对于站心坐标系下的位置;再次,根据空间目标相对地面激光观测站的方位角和俯仰角,画出空间目标的测站预报图;最后,以北斗卫星的测站预报实例对该软件进行验证,所得出的测站轨道预报图与同类商业软件的图结果一致。结果表明,该软件能够为地面观测站捕获空间目标,并同步跟踪其轨道运行提供测站轨道预报服务。     

卫星激光测距仪光学接收系统的改造和设计

北京房山人卫站的卫星激光测距系统长期存在着接收敏度低,并由此产生的卫星激光测距数据精度不高、稳定性差以及数据采用率低的问题。针对该卫星激光测距系统的结构现状和接收探测器C-SPAD的特点,我们重新设计了光学接收小系统,对微光电视监视系统也进行了改造。从国际网反馈回来的数据公报可以看出,这些改造大大提高了北京房山人卫站卫星激光测距系统的接收灵敏度,从而观测数据的稳定性、精度以及数据的采用率也得到了提升。     

卫星激光测距系统的异常检测及其稳定性监测

针对卫星激光测距系统(SLR)的稳定性问题,该文分析了北京房山kHz地靶观测数据,根据系统延迟的统计信息构建异常辨识统计量,剔除异常数据。地靶有效数据在一个较小的范围内集中,变化幅度0.25ns左右;分析了单次系统延迟变化在0.2ns左右;通过ARMA时间序列分析方法,确定2018年北京房山SLR系统延迟的变化规律,建立SLR系统延迟变化的预报模型;最后,根据预报模型,对系统延迟进行短期预报,以检测SLR系统异常,实现对SLR系统运行稳定性监测的目的。     

空间大地测量讲座 第六讲 卫星测距

6-1 概述从地面站观测至卫星的瞬时距离（简称站卫距离）的新技术，称为卫星测距。站卫距离可以用微波或激光进行测量。站卫距离的科技用途是多方面的，对于大地测量而言，站卫距离主要有下列三种用途：     

星地SLR和星间链路的BDS-3卫星精密定轨EI北大核心CSCD

目前,BDS-3卫星上已全部搭载星间链路设备,可利用星间双向测量数据分离卫星相对钟差和相对几何距离解耦卫星轨道和钟差,再把星间距离作为观测量结合地面测量数据进行星地星间联合定轨。人卫激光测距(SLR)技术不受载波相位模糊度、钟差等因素的影响,数据处理过程相对于GNSS技术的数据处理更简单,可以作为一种独立于GNSS观测技术的测量手段。所有BDS卫星上已搭载激光角反射器,因此本文利用2020年1月北斗星间链路数据及少量SLR数据对11颗BDS-3卫星(MEO/IGSO/GEO)进行联合精密定轨试验。分析结果表明,基于SLR和星间链路的3类轨道类型的BDS-3卫星定轨精度相当,轨道精度径向为4.2 cm,三维精度为30.2 cm;卫星轨道预报12 h和24 h MEO卫星三维精度约40.0 cm,IGSO三维精度优于60.0 cm;GEO卫星三维精度约1.0 m。在精密定轨的同时解算地球自转参数(ERP),由于激光数据量少,极移精度约3.0 mas,日长变化精度为0.35 ms。利用少量SLR观测数据和星间链路测量数据联合可以实现导航卫星的高精度定轨,如果能够对BDS卫星加强激光观测,有助于提升轨道精度,为BDS自主可控空间基准参数解算提供参考。     

卫星激光测距技术滤波方法的研究与实现

本文从激光测距回波方程及噪声方程出发阐明了降低背景噪声(滤波)是提高激光测距回波信噪比的关键;并通过对望远镜轴系进行指向修正并采用可变光阑减小望远镜视场来实现"空间滤波",采用窄带滤光片实现"光谱滤波",采用高精度距离门选通技术实现"时间滤波",北京房山人卫观测站的激光测距系统具备了白天观测人造地球卫星的能力。本文还引入了C-SPAD"敏感度"的概念并且提出了一种依靠C-SPAD来调整可变光阑位置及滤光片角度的方法。     

资源三号卫星激光测距定轨精度分析

基于卫星激光测距定轨是目前遥感卫星在轨位置测量的重要手段之一,其测量精度关系到遥感卫星的应用水平。为了分析我国首颗民用立体测绘卫星——资源三号携带的国产激光角反射器在轨运行情况,该文利用全球激光联测期间卫星激光测距数据与GPS事后联合定轨结果,从遥感影像几何定位和轨道预报两个方面定量分析和评价卫星激光测距参与的定轨精度。试验表明,基于卫星激光测距与GPS定轨结果,影像几何定位无控精度较实时定轨精度提升1~2m,有效提升了卫星影像几何处理精度;轨道预报1d星下点位置较实际过境轨迹偏差优于250m,2d优于500m,1d预报侧摆精度达到0.035°,满足检校外业和成像计划精度需求。     

房山人卫站卫星激光测距系统简介

<正> 1.引言 1988年年底,由机电部1411研究所为国家测绘局研究所研制的第三代卫星激光测距系统开始在房山人卫站安装调试,1991年首次得到回波,1992年12月正式投入观测,并已取得数十圈有用观测数据,精度达到了5～7cm的设计要求。60年代美国率先进行了卫星激光测距实验。经过近30年的发展,测距精度已由第一代的米级提高到第四代的亚厘米级,测距能力也提高到几万公里至几十万公里(用于激光测月观测)。目前全球共有20多个国家近40个台站(含流动站)在进行日常观     

北斗三号卫星两种定轨模式精度比较分析

北斗全球卫星导航系统（BDS-3）已经于2018年年底建成基本系统，并计划于2020年建成完整系统，而精确的卫星轨道是实现高性能全球服务的前提。本文基于北斗三号基本系统的18颗中圆轨道（MEO）卫星，评估了北斗三号卫星星间链路的测量噪声与测距精度，利用中国境内12个区域监测站的星地观测和星间链路观测，进行了联合卫星轨道测定试验，并与单纯区域监测站观测定轨结果进行了比较，分析了两种定轨模式重叠弧段轨道误差、轨道预报精度和激光检核精度。结果表明：北斗三号卫星的星间链路测量噪声为2.9 cm，测距精度约为4.4 cm；仅采用区域测站定轨，重叠弧段三维位置误差RMS为66.7 cm，加入星间链路后可降低至15.4 cm，提高了76.9%，24 h轨道预报位置精度也由114.1 cm提升至20.3 cm，提升了83.2%，激光检核径向精度为8.4 cm左右，明显优于北斗二号卫星轨道精度。     

卫星激光反射器质心改正的概率模型

卫星激光测距通过测量激光脉冲在地面观测站和卫星之间的往返时间来计算卫星到测站的距离。激光反射器位置到卫星质心的距离即质心改正(CoM)需要精确标定,以提高卫星测距精度。卫星激光反射器的质心改正误差主要由角反射器分布效应引起,质心改正与激光束的入射角、角反射器排列结构和地面测距站位置有关。卫星角反射器对光子的反射概率与反射器的有效雷达截面积成正比,本文对角反射器的有效雷达截面面积进行拟合,建立以入射角为随机变量的概率模型,计算了球形LAGEOS-1/2的质心改正值,基于长期观测数据使用不同质心改正值进行了精密定轨,分析了其加权残差变化。同时,对BeiDou-M3的角反射器为平面阵列的情况进行了讨论,计算了质心改正值,用一个月的数据进行精密定轨。试验结果表明,基于概率理论的模型在精密轨道中与国际激光测距服务(ILRS)公布的结果相当,说明概率模型适用于球型卫星或非球型卫星。     

应用LAGEOS卫星的全球激光测距资料精确测定上海天文台卫星跟踪站的地心坐标

上海天文台佘山人卫站在1984年9—10月期间，用新研制成的第二代人卫激光测距系统获得LAGEOS卫星共有35次通过，267个测距标准点。将这些观测数据与同时期全球近20个人卫站获得的大量LAGEOS卫星测距数据混合在一起，利用30天长弧动力法精确测定了佘山人卫站的地心坐标。所求得的地心坐标平均值为：x=-2831087.30米，y=4676203.65米，z=3275172.63米；人卫站的地心距离之平均值为r=6372494.93米。与美国得克萨斯大学空间研究中心的结果相比，可知所得地心坐标与地心距的精度在15厘米左右。     

卫星激光测距回波探测成功概率统计分析

通过对国内外部分观测量较多的卫星激光测距站夜间和白天观测资料的统计,分析了激光测距回波探测成功率实际值和理论分析的差别,探讨了影响夜间、白天激光测距探测率的各种因素,为进一步提高数据探测成功率提供了实践依据。本文还介绍了近几年兴起的高重复频率卫星测距的方法,应用此测距方法可以获得更多的观测数据,有效地提高标准点精度。     

人卫激光测距仪接收与伺服系统改造及近地靶校准

本文介绍了房山人卫站近期在人卫激光测距系统完善和改造工作中的一些进展 ,特别是对接收系统进行了重新设计 ,对主镜、副镜、 4 5°反射镜镀多层介质膜以及安装调度。伺服系统和近地靶校准的改造工作。从2 0 0 4年 1月份的观测情况统计可以看出 ,改造后的系统在观测数量和测距能力方面均有明显的提高     

激光测距仪微光电视系统的改进

激光测距仪微光电视系统的改进王相东（中国测绘科学研究院）前言本文阐述将激光测距仪的微光摄像电视系统改为主镜分光的形式，以提高观测卫星的能力，从而提高激光测距仪跟踪卫星的精度及稳定性。在激光人卫测距中，卫星的预报精度和仪器的跟踪精度都很有限，若盲目跟踪...     

激光在天空对地观测中的应用

1960年7月世界上第一台激光器问世后，激光测距迅速兴起，不管是地面激光测距，还是激光测卫和激光测月，都为大地测量学的发展作出了重大贡献；特别是激光测卫测月成果，为我们深化对地球动态效应的认识，揭示地球的奥秘，提供了许多重要的科学数据，本文综析了值得注视的下列新近发展。.在IGEX-98国际大联测中，求定GLONASS卫星的激光轨道与微波轨道之差；.评定PRN05/06号GPS卫星星历的精度；.检核Topex/Poseidon海洋测高卫星用GPS定轨的测量误差，.用机载激光测深系统测量海水的浓度；.用EOS-ALT星载激光测距/测高系统测量地球动态参数。