雷射測衛(測月)系統

雷射測衛(測月)系統(earth-to satellite (moon )laser ranging system)是以雷射為脈衝信號源,測定地面站到人造衛星(月球)表面反射鏡之間精確距離的全套儀器設備。通常是在地面站安裝雷射測距及其附屬設備,在衛星(月球)表面安裝反射鏡.測量時測距儀對準衛星(月球),雷射器發射雷射脈衝,其中有很微小一部分脈衝能量被送到測時裝置,作為計時的開啟脈衝,而絕大部分脈衝能量則到達衛星(月球),再經反射鏡反射回來被測距儀接收,同時一部分轉換為電脈衝被送到測時裝置作為關閉脈衝.計數器記下雷射脈衝往返的時間,便可利用光速國際值算出所測距離.測距儀應包括雷射的發射和接收部分、計時部分、跟蹤瞄準衛星(月球)部分、計算機自控和數據處理部分。

用於測衛的測距儀有固定式和流動式兩種.前者體積較大,安裝在固定台站;後者可做得較小,便於安裝在車輛上使用.能供雷射測距的衛星表面需嵌有反射鏡(因衛星自身旋轉難以保證固定的一面朝向地球,需在其表面嵌滿反射鏡).這種衛星多是專用衛星,小而重.例如美國1976年發射的萊傑奧斯(LAUEOS)衛星,直徑僅60 cm,球形,重411 kg ,表面嵌有426塊稜鏡,離地面6000km,壽命很長,如無意外,估計可至百萬年.
國際上研究雷射測衛技術的國家先後有美國、法國、德國、俄羅斯、英國、中國等,測距精度也不斷提高,從20世紀60年代的米級發展到至今的1 ^-2cm.與所測距離相比,相對誤差為10-9 ^-10-8. 20世紀末各國布設在全球各地的跟蹤站所用的雷射測衛儀估計有上百台.中國也有好幾個台站,均使用本國研製的測距儀,其中國家地震局武漢地震所研製的DIR- 1} cm級衛星雷射測距儀達到了國際水平.
研製雷射測月系統的國家主要是美國和蘇聯,兩國還先後在月球表面安置了5塊反射鏡,並取得了許多觀測資料.月球可以固定一面朝向地球,安置少量反射鏡即夠.但對雷射測距儀的功率、性能等技術要求則要高得多.目前測距精度約為士lOcm,相對誤差為10-9.
雷射測衛成果可用於地球物理學、大地測量學和天文學研究課題,如大陸漂移和地殼形變、精密測定衛星軌道和地麵點地心坐標、地球自轉和地極變化,還可用於改善月球星曆、推算地球引力參數GM等研究課題.

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