為了獲取高精度的月面高程,需要對激光器的指向誤差進(jìn)行準(zhǔn)確估計(jì)。月球軌道激光高度計(jì)（LOLA）在軌工作期間,由于月球晝夜溫度相差較大,夜晚的激光指向相對白天存在很大偏移。首先建立光斑偏離接收視場中心時(shí)探測器接收能量的理論模型,并基于該模型分析光斑偏移量與相對接收能量的理論關(guān)系,進(jìn)而提出一種基于光斑能量的激光指向誤差的估算方法。隨后,使用測繪軌道期間（12個(gè)月）LOLA經(jīng)過Aestuum地區(qū)產(chǎn)生的能量數(shù)據(jù),并將能量數(shù)據(jù)與估算方法相結(jié)合,估算出LOLA在月球夜晚時(shí)的激光指向誤差在沿軌方向?yàn)?40.62μrad,在垂軌方向?yàn)?413.17μrad,該結(jié)果與LOLA地球掃描實(shí)驗(yàn)和利用軌道交叉點(diǎn)處高程數(shù)據(jù)推導(dǎo)的結(jié)果基本一致。 

【文章來源】：光學(xué)學(xué)報(bào). 2020,40(05)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：9 頁

【部分圖文】：

LOLA在月球表面的激光光斑和探測器FOV的示意圖[11]

式中:Erx2為光斑偏移接收視場時(shí),探測器實(shí)際接收到的能量;Etx2為修正的入射光斑能量,它是關(guān)于光斑中心與接收視場中心距離d的函數(shù)。系數(shù)C中的部分參數(shù)會(huì)隨著觀測目標(biāo)的變化而變化,圖2為LOLA處于月球的白天時(shí),根據(jù)(1)式和某一軌中探測器3的能量數(shù)據(jù)計(jì)算得到的系數(shù)C隨時(shí)間的變化圖。同時(shí),探測系統(tǒng)的綜合效率也會(huì)隨系統(tǒng)在軌運(yùn)行的時(shí)間發(fā)生變化,因此無法直接通過(2)式估計(jì)光斑中心的偏移,但可以通過計(jì)算光斑偏移視場時(shí)接收到的光斑能量(測量值)與光斑完全落在視場內(nèi)的能量值(理論值)之比來估算在一定范圍內(nèi)的光斑偏移量。2.2 光斑偏移量與探測器接收能量的理論關(guān)系

式中:ε為探測器實(shí)際接收能量與理論接收能量之比;S(d)為光斑處于接收視場內(nèi)的面積,與光斑偏離視場中心的距離d有關(guān);r為光斑在月球表面形成的圓的半徑。圖3為LOLA在月球表面上的接收視場和激光光斑的示意圖,圓A為探測器接收視場,圓D為激光光斑,兩者間的距離為d,重疊面積為S,交點(diǎn)為B和C。接收視場與光斑的重疊面積可以表示為

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]基于足印探測的激光測高儀在軌標(biāo)定[J]. 易洪,李松,馬躍,黃科,周輝,史光遠(yuǎn).  物理學(xué)報(bào). 2017(13)
[2]月球遙感制圖回顧與展望[J]. 邸凱昌,劉斌,劉召芹,鄒永廖.  遙感學(xué)報(bào). 2016(05)



本文編號：3362245