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回顾我国卫星激光测距系统的发展历程

导读: 卫星激光测距(Satellite Laser Ranging, SLR)是卫星轨道单点测定精度最高的一种技术,是天文地球动力学一项重要观测手段,与VLBI、GPS技术共同组成空间大地测量新技术。

  卫星激光测距(Satellite Laser Ranging, SLR)是卫星轨道单点测定精度最高的一种技术,是天文地球动力学一项重要观测手段,与VLBI、GPS技术共同组成空间大地测量新技术。中科院上海天文台从事SLR技术研究近40年,是我国卫星激光测距技术的开创单位,成功研制出我国第一、二、三代SLR系统,并带领中国激光测距网迈向国际先进行列。

  上世纪七十年代初,杨福民先生在万籁先生带领下提出了月球和人卫激光测距的研究课题。限于当时设备条件,仅开展了人卫激光测距研究。1972—1975年上海天文台与中科院上海光机所合作,建成第一代红宝石激光测距系统,可测量3000公里以内的近地卫星,测距精度1~2米,是我国第一台完整的并投入应用的卫星激光测距系统。这些成果分别获得中科院和上海市重大科学成果奖、全国科学大会成果奖。

  1977—1983年上海天文台与中科院多个单位合作,采用了YAG调Q激光器,建成我国第二代人卫激光测距系统,可测量八千多公里的LAGEOS卫星,测距精度15厘米。第二代测距系统参加了国际地球自转联测,获得与国外台站几乎相等的权重,得到国际分析中心高度评价。此工作获得1985年上海市科技进步一等奖。

  1985年上海天文台采用了上海光机所研制的YAG锁模激光器,并研制了微机控制系统,建立了我国第三代人卫激光测距系统,实现了卫星自动跟踪,测距精度5-6厘米。该系统实现了对ETALON卫星测距,使得测程扩展到二万公里,在ETALON国际联测中,观测数量进入全球前五名,受到美国宇航局等同行的赞赏和祝贺。

  上海天文台从1988年开始白天卫星激光测距技术研究。1992年第一次成功实现对8000km的LAGEOS白天激光测距试验。经过多年对测距系统的改进,采用多种新技术,取得了大量的白天观测数据,建立了我国首套白天卫星激光测距系统,也是当时国内唯一具有白天测距能力的台站。1997年11月,通过了王大珩先生为首的鉴定委员会的鉴定。鉴定意见认为“上海天文台白天卫星测距系统是一套集激光、精密光学机械、微光探测、计算机控制、卫星轨道精密计算、天文数据处理等技术和方法的综合系统。特别是采用了多种滤波技术,成功地从白天的强烈背景噪声中检测出单光子回波信号”。“这项成果使我国卫星激光测距技术上了一个新的台阶。国内属首次实现、并达到国际先进水平”。此项成果获1998年上海市科技进步一等奖,1999年国家科技进步三等奖。

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