摘要：在激光测距过程中,实时获取激光发射功率数据可为后续数据精度处理分析及激光测距系统故障点排查提供重要依据。通过实时测量激光发射链路中的反射镜透射光,利用前期获取的反射镜透射光与反射镜反射光之间的对应关系,采取相对测量的方式获取实时的反射光功率,达到实时监测激光发射功率的效果,并基于中国科学院云南天文台53 cm双筒望远镜激光测距系统搭建实验平台进行验证。实验结果表明,该激光功率实时监测方法能够在激光发射链路无损耗的前提下实时获取激光发射功率;反射光功率与透射光功率具有良好的线性关系,其Spearman相关系数为0.9991,线性关系稳定可靠,满足长时间激光测距的需求;验证了该方法的可行性,可适用于各类空间目标激光测距的激光功率实时监测中。

摘要：千赫兹重复频率激光测距具有目标捕获快、回波数多、测距精度高、标准点数据密度高等优点,已成为国际激光测距技术的发展趋势.针对千赫兹激光测距系统,中国科学院上海天文台采用皮秒脉宽千赫兹频率激光器和高精度事件计时器,研制了纳秒级控制精度的事件模式距离门控及后向散射避免电路,设计开发高实时性控制软件和数据预处理软件,建立了高精度千赫兹重复频率卫星激光测距系统,实现了从低轨到中高轨卫星千赫兹重复频率常规观测和低轨道卫星白天测距,测距精度7～12mm,并在国际上首先实现了同步轨道卫星千赫兹重复频率激光测距.与低重复频率激光测距相比,激光测距有效回波数和标准点数据密度有数量级增加,测距精度也有了一定的提高.

摘要：近地天体望远镜是我国最大的施密特望远镜,2006年投入运行以来,采集了超过3 TB的天文图像数据;2013年CCD相机升级后,图像数据将以每年超过10 TB的速度增长.对海量图像进行管理是其数据处理系统不可缺少的部分也是数据共享的基础.在需求分析基础上,设计并实现了基于非关系数据库的图像数据库系统.

摘要：卫星激光测距(SLR)技术因测量精度高而广泛应用,但由于涉及多门学科领域使得系统复杂,制约了自动化水平提高,影响着该技术的发展和推广应用。基于上海天文台SLR系统平台,分析了SLR的操作流程,提出光学系统、伺服系统、控制系统及远程监控管理系统等自动化发展方向,设计了角秒级精度光束指向瞄准方法,研制了精度为1″的小型化伺服控制系统,实现了观测模式的快速切换,并搭建远程监控管理系统,使整个SLR系统的自动化能力得到提高,减少了人力操作,提高了观测效率。应用上述研究成果,在国内成功进行了SLR的远程控制实验,实现了SLR系统的异地操作和监控,为SLR的全自动化及远程控制应用奠定了技术基础。

摘要：介绍了空间碎片天基光学观测平台设计的基本方法.分别给出了对GEO(地球同步轨道)和LEO(近地轨道)碎片进行天基光学观测的平台设计方案,包括平台轨道主要参数以及望远镜观测指向等.该研究以国外公布的在编空间碎片为研究对象,根据空间碎片的实际轨道,模拟计算了不同平台方案下的观测结果.对于单个平台,给出了观测GEO目标的最佳高度以及观测LEO目标不同高度平台的最佳望远镜偏转角,并进一步设计了多平台组网观测方案,通过分析观测结果比较各个方案的优劣,可为实现空间碎片天基观测应用提供参考.

摘要：高重复率卫星激光测距需采用事件计时方式记录激光发射和接收时刻,作为测距系统精密计时单元。本文介绍了事件计时器测量原理,以及上海天文台基于时间数字转换(TDC)和现场可编程门阵列(FPGA)所设计开发的高精度事件计时器。对该事件计时器性能进行了测试,计时精度优于10 ps,非线性误差在数皮秒内。利用上海天文台卫星激光测距系统,进行了事件计时器控制软件开发,对地面靶目标和卫星进行了观测。根据国际激光测距数据处理中心反馈,卫星测量误差达到国外同类事件计时器水平,满足卫星激光测距应用要求。

摘要：超短皮秒脉冲的峰值功率高、大能量输出困难。通过将单个脉冲分成多个相邻的脉冲,可增大脉冲包络总能量,提高激光输出功率。设计并获得光-光转化效率为39.3%的单路锁模皮秒种子激光输出,提出将单脉冲分成多脉冲的方法,利用布拉格体光栅(VBG)脉冲展宽、多脉冲生成、再生放大、行波放大及频率转换等激光技术获得脉冲间距为1 ns、输出功率为10 W、脉冲包络能量为10 mJ、单脉冲脉宽约为100 ps、光束质量为1.67、重复频率为1 kHz的532 nm百皮秒四脉冲激光输出。通过激光模块泵浦产生的热透镜效应,并通过调节泵浦电流实现对激光输出发射角的连续精确调节,获得的最小发散角为0.2 mrad。将所设计方法应用在上海天文台空间激光测距站平台上,进行多颗空间碎片测距,测距精度最优为16.44 cm。该结果表明多脉冲可增大激光总输出能量、提高激光输出功率且可为空间碎片激光测距探测能力的提升提供有效的技术途径。

摘要：在间接法求解小推力轨道计算中,通过先选取合适的性能指标,并对小推力最优控制问题转化为两点边值问题的方程在开普勒轨道附近线性展开,有效增强了协态变量初值收敛性,使得该方法无需对协态变量初值进行反复的随机猜测,迭代过程也不需要人工干预,提高了轨道搜索应用中的计算效率.之后再对性能指标进行迭代优化,可获得逼近于Bang-bang控制的控制方案.

摘要：高速拼接CCD相机是目前我国空间目标监控领域中急需的CCD相机之一,相机的研制对提高我国高速拼接CCD相机的研制能力有很大的推动作用。本文重点介绍了16通道高速拼接CCD相机的时序设计,以及相机的实测结果,并对相机的实际应用前景进行了展望。

摘要：事件计时器可实现输入事件时刻的高精度、高稳定测量,且工作频率不受测量间隔限制,是星地激光时间比对中不可或缺的设备.为满足飞速发展星载原子钟的评估要求,对星地激光时间比技术中激光发射、到达和返回时刻的测量提出亚飞秒稳定度和皮秒精度需求.采用FPGA配合计时芯片THS788开发了高精度事件计时器,测量精度约8 ps,非线性误差皮秒级,测量频率大于10 kHz;将基准时钟分频后作为校准信号,实现时延漂移的实时标校,时刻测量稳定性提升5倍以上.将该计时器应用在星地激光时间比对载荷,载荷测量稳定性(Time DEViation,TDEV)优于0.07 ps@300 s和0.84 ps@1 day.计时器达到国际主流产品A033-ET水平,既满足10-18量级准确度原子钟的时频传递需求,又可用于毫米级精度卫星激光测距,具有较好的推广应用价值.