激光光斑特性测量方法研究

在卫星激光测距系统中,激光光斑特性的好坏关系到测距成功与否,而经望远镜出射后的真实激光光斑特性尤为重要。为了准确掌握经望远镜出射后的激光光斑特性,提出了一种精准测量激光光斑特性的方法。首先将激光照射在一定距离的漫反射屏上,利用CCD相机采集激光光斑的漫反射图像,同时利用安装在漫反射屏上的能量计实时记录光斑相应区域的激光能量,然后结合激光光斑的CCD图像以及光斑相应区域的能量分布,分析计算激光光斑的特性参数。详细给出了激光光斑的测量原理、实验方案以及数据处理方法,并通过实测数据精确计算出经望远镜出射后的激光光斑半径、发散角、平均能量密度分布等参数。实验结果表明,本测量方法具有测量精度高、响应速度快、操作简单、易于控制等优点,在激光光斑测量方面具有重要的应用前景。     

实测中激光测距方程的完善

考虑望远镜存在跟踪随机抖动及大气湍流引起的光斑抖动等因素,推导出新的激光测距方程。采用数值模拟的计算方法,研究分析激光发散角、望远镜跟踪随机抖动和大气湍流引起的光斑抖动对回波强度的影响,得出望远镜跟踪抖动及激光发散角是影响测距系统性能的重要因素。     

小目标激光测距仪最佳发散角选取的改进方法

讨论了激光测距仪测距本领的限制因素,找出了诸多限制因素的内在联系,得出了影响测距能力的关键因素是目标的照明概率.在前人已有的对激光测距仪最佳发散角的选取方法基础上,对其进行了改进.新得到的方法在选取最佳发散角时具有快速、简洁和精确度高等特点,并利用多项式拟合对其进行了简化,使其可用于粗略估算.最后,利用数值模拟对新方法进行了验证分析.     

1.2m地平式望远镜指向模型的研究-测角编码器小周期模型的建立

介绍了1．2m地平式望远镜利用天文观测和图像采集处理的方法，通过建立测角编码器小周期模型，解决了数显部分的细分误差，提高了指向精度，对于空间目标高精度测轨、定轨及激光卫星的盲跟踪测距都是十分重要的。     

CMOS相机采集的激光测距图像处理方法研究

将CMOS相机应用于云南天文台53 cm双筒望远镜激光测距系统,使得空间目标测距回波率以及测距成功率得到大幅提升。在分析CMOS相机采集的数字图像信息的基础上,提出了优化的图像处理和激光光尖提取算法,有效实现了激光光尖的识别和目标质心坐标的提取。首先采用中值滤波和均值滤波对图像进行去噪声处理,然后使用最大类间方差法(Otsu)计算阈值对图像进行二值化以及选用Roberts算子进行边缘提取,最后采用最小二乘法进行直线拟合求解光尖坐标并计算其位置偏差。结果对进一步研究CMOS相机在53 cm双筒望远镜激光测距系统中的应用有重要意义。     

高重复率卫星激光测距中一种回波实时识别方法

高重复率卫星激光测距(SLR)采用低能量激光,回波率较低且探测器暗噪声数明显增多,尤其在白天测距强背景噪声时,回波信号更是难于识别。该文提出了两次滤波的回波实时识别方法。为验证此方法的可行性,使用了Graz激光站2kHz实际测距数据,模拟了高重复率测距过程。结果表明,此方法在对高重复率激光测距回波识别中是有效的,为开展kHz激光测距打下了技术基础。     

嫦娥探月卫星上角反射器阵列的设计

分析了探月卫星激光测距的必要性和可行性,提出了安装在其上面的角反射器阵列的设计方案,并介绍了角反射器的有效反射面积、发散角、分布设计、安装和环境适应性.     

LHAASO-WFCTA激光能量测量系统的性能研究

高海拔宇宙线观测站(Large High Altitude Air Shower Observatory, LHAASO)位于四川省稻城县海子山,平均海拔4 410 m。激光标定系统是LHAASO的广角切伦科夫望远镜阵列(Wide Field-of-view Cherenkov Telescope Array, WFCTA)的组成部分之一,用于标定广角切伦科夫望远镜阵列接收的光子数的绝对增益。激光标定系统中的激光能量测量系统由能量探头(Energy sensor)、能量计(Energy meter)和温控系统3部分组成,主要用于精确测量发射向广角切伦科夫望远镜阵列视场内的脉冲激光束的能量。主要对能量探头进行了相对标定和性能研究,并设计开发了保温系统来保证能量探头在环境恶劣的高海拔地区正常工作。通过能量探头之间的相对标定,可以提高激光能量测量的准确性。能量探头的性能测试结果表明,在以能量探头中心为圆心、直径为8 mm的圆形区域内,其不均匀度小于1.5%。激光束的入射角对能量探头测量激光脉冲能量几乎没有影响,但是垂直入射时能量探头反射的激光会损坏激光器,因此需要避免激光束垂直入射能量探头。...     

单站单圈测距资料初轨计算的单位矢量法

根据单位矢量法测轨原理，在已知轨道面参数i，Ω的前提下，给出了一种适用于单站单圈测距资料的初轨计算方法．计算结果表明，方法是有效的．在没有测角资料或测角资料精度显著低于测距精度的情况下，有应用价值．     

小型激光天文动力学空间计划概念

小型激光天文动力学空间计划是：使用在太阳轨道上天拖曳航天器和地面站以激光干涉和脉冲测距的方法，精确地探讨天文动力学，检测相对论与时空基本定律，改进探测引力波的灵敏度以及更准确地测定太阳，行星和小行星的参数。1969年开始的月球激光（反射）测距，对地球物理，参考坐标的选定，相对论的检验均有重要的贡献。30年来，激光技术的长足进步，使现在正是适合于开始进行研究空间有源（主动）测距和光波空间通讯的时候。激光正是适合于开始进行研究空间有源（主动）测跑和光波空间通讯的时候。激光天文动力学的兴起是必然的趋势，其精确度将比现在提高3到6个数量级，将是天文动力学革命性的发展。小型激光天文动力学空间计划可以起到带头作用。它的关键技术有三，即：弱光锁相，极精确无拖曳航天和高衰减日冕仪。弱光锁相已有长足的进步。对高衰减日冕仪的研究，也有初步的方案。LISA空间计划将于2006年8月发射SMART－2，研究测试极精确地拖曳航天。小型激光天文动力学空间计划的关键技术已日趋成熟。在第一届国际激光天文动力学研讨会（2001，9．13－23）中介绍了各相关学科背景及前沿研究，讨论了激光天文动力学空间计划科学目标及相关技术，并召开了两次小型激光天文动力学空间计划预研究筹备会，建立了和欧洲的合作关系。会后着手进行此项对基础物理，太阳系探索及引力波天文学有重要科学价值的空间计划预研究。     

利用窄线宽激光测量锶原子束速率分布

利用多普勒频移效应,通过线宽2MHz窄线宽激光与锶原子束在大角度作用下的荧光信号分析,测量了锶原子束速率分布。比较和分析表明,理论结果与实验结果符合较好。     

长期连续工作的光抽运铯束频标激光系统

长期连续工作的轻便激光系统是实现实用的光抽运铯束频标的关键。本文作者研制的半导体激光系统采用了单片机数字辅助锁定和计算机控制技术成功地实现了激光频率的自动锁定和长期连续工作。两套激光系统分别工作在抽运跃迁频率和检测跃迁频率上,与小型密封铯束管及频标电路共同组装成一台光抽运铯束频标。这台频标已经正常连续工作了两年多。技术指标达到原HP5061小铯钟的水平。据知,这是我国第一台能够长期连续工作的光抽运小铯钟,也是世界上第一台连续工作两年多的光抽运小铯钟。     

TDMA／SS系统同步技术

目前，通信卫星系统普遍采用星上信号处理技术，为了满足高容量系统的要求，近几年发展了许多新的技术，其中为了解决多个点波束区域的通信，被称为时分多址／星上交换（TDMA／SS）技术便应运而生。因为使用TDMA时，一方面需要所有地球站的时间系统与同一参考源保持同步，另一方面，参考源也必须与卫星上的同步窗相关。二十世纪七十年代，许多学提出了各种各样的TDMA／SS同步解决方案，在此详细论述了TDMA／SS系统同步中的一些主要问题，对解决同步的方案作了比较，并分析了各种方案的特点。     

上海天文台大铯钟的研究与现状

本文介绍了上海天文台长铯束管束光学系统改进扫得的７条拉比台跃迁曲线和７条莱姆塞跃过曲线及连续开机四个月得到的数据．     

Thermo-acoustic sound generation in the interaction of pulsed proton and laser beams with a water target

The generation of hydrodynamic radiation in interactions of pulsed proton and laser beams with matter is explored. The beams were directed into a water target and the resulting acoustic signals were recorded with pressure sensitive sensors. Measurements were performed with varying pulse energies, sensor positions, beam diameters and temperatures. The obtained data are matched by simulation results based on the thermo-acoustic model with uncertainties at a level of 10%. The results imply that the primary mechanism for sound generation by the energy deposition of particles propagating in water is the local heating of the medium. The heating results in a fast expansion or contraction and a pressure pulse of bipolar shape is emitted into the surrounding medium. An interesting, widely discussed application of this effect could be the detection of ultra-high energetic cosmic neutrinos in future large-scale acoustic neutrino detectors. For this application a validation of the sound generation mechanism to high accuracy, as achieved with the experiments discussed in this article, is of high importance.     

Energy distribution of a stationary beam of light

Aguirregabiria et al. showed that Einstein, Landau and Lifshitz, Papapetrou, and Weinberg energy-momentum complexes coincide for all Kerr-Schild metric. Bringely used their general expression of the Kerr-Schild class and found energy and momentum densities for the Bonnor metric. In this paper the latter results are obtained without using Aguirregabiria et al results. This also supports Aguirregabiria et al results as well as Cooperstock hypothesis. We obtain further the energy distribution of the space-time under consideration.     

月面反射器观测位置的高精度预报

本文利用JPL的DE303/LE303星历表建立了一套预报月面反射器相对于地面观测站位置的计算机程序,并对预报精度作了估计,结果表明预报精度达到毫角秒级。     

K－P关系和射电脉冲星辐射束宽度的估计

从极冠模型出发，利用观测参数Ｋ和辐射锥角的关系，通过研究Ｋ－Ｐ关系导出了对确定辐射区参数有重要意义的辐射束宽和周期的关系。给出了一种估计辐射束宽度和磁倾角的方法。     

上海光机所小喷泉铷钟的设计和进展

对上海光机所正在研制的小喷泉铷钟及目前正在进行的工作作了介绍.该小喷泉铷钟吸收了原子喷泉的许多新技术,采用紧凑的结构设计,加入空心光束以提高探测原子数.预期该喷泉的准确度为10-14,短、长稳分别为10-13和10-15,信噪比为103.实验室完成了冷原子物理的准备工作,已经俘获冷原子团.