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高分七号卫星双波束激光测高仪在轨几何检校与试验验证 被引量：24
1
作者 唐新明 谢俊峰 +11 位作者 莫凡 窦显辉 李新 李少宁 李松 黄庚华 付兴科 刘仁 朱广彬 欧阳斯达 唐洪钊 陈辉 《测绘学报》 EI CSCD 北大核心 2021年第3期384-395,共12页
高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1∶1万立体测图。由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度。针对... 高分七号卫星装载了国内首台双波束对地观测激光测高仪,用于辅助两线阵光学相机实现1∶1万立体测图。由于卫星发射时的振动及入轨后空间环境变化,激光测高仪在轨指向等参数相对于实验室标定值发生较大偏移,直接影响激光测高精度。针对高分七号双波束激光测高仪,本文提出了由粗到精的“两步法”在轨几何检校方案。首先,构建单波束激光在轨几何检校模型,基于特殊波形分析来估算激光足印落点位置信息,实现单波束激光指向粗检校;然后,以单波束激光在轨几何检校模型为基础,构建双波束激光在轨几何检校模型,在大气延迟改正、潮汐改正等基础上,采用地面探测器阵列捕获光斑,实现双波束激光指向测距联合检校。最后,采用平静湖面上的激光测高数据和地面控制数据,分别验证激光检校后相对和绝对高程测量精度。试验结果表明:高分七号卫星激光高程测量相对精度优于0.06 m(1σ),平坦地区的绝对测高精度达到0.10 m(1σ)。 展开更多
关键词 高分七号卫星 激光测高仪 高程测量精度 在轨几何检校 精度验证
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对地观测星载激光测高仪在轨姿态系统误差检校方法 被引量：8
2
作者 马跃 阳凡林 +1 位作者 易洪 李松 《红外与激光工程》 EI CSCD 北大核心 2015年第8期2401-2405,共5页
星载激光测高仪通过接收经地表反射的微弱激光脉冲回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星位置和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果。对于高程精度10 cm量级的对地观测激光测高仪,必须对影响严重的姿态角系统误差进行标定和校... 星载激光测高仪通过接收经地表反射的微弱激光脉冲回波,计算卫星与地表的距离;结合卫星位置和姿态数据,生成激光脚点精确地理位置和高程结果。对于高程精度10 cm量级的对地观测激光测高仪,必须对影响严重的姿态角系统误差进行标定和校正。文中推导得出星载激光测高仪姿态角误差与已知地表先验信息相关联的数学模型,设计了利用大洋表面作为地表标定场,通过卫星姿态机动方式,最小二乘估计算法校正卫星在轨系统误差的具体方法。仿真结果表明,所设计的方法能够准确估计存在的姿态系统误差,即使大规模观测值丢失,估计偏差也小于5%。这种在轨运行系统误差的标定方法对于对地观测星载激光测高仪的姿态误差检校具有参考意义。 展开更多
关键词 激光遥感 激光测高仪 在轨标定 系统误差 姿态机动
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基于足印探测的激光测高仪在轨标定 被引量：7
3
作者 易洪 李松 +3 位作者 马跃 黄科 周辉 史光远 《物理学报》 SCIE EI CAS CSCD 北大核心 2017年第13期112-120,共9页
高精度的地表目标三维观测结果需要卫星激光测高仪对其系统误差进行定期的在轨标定工作,这包含系统误差的估计和校正以及标定结果的精度检验,现有方式分别通过姿态机动法和足印探测法予以实现.然而,姿态机动方式不适用于我国的卫星平台... 高精度的地表目标三维观测结果需要卫星激光测高仪对其系统误差进行定期的在轨标定工作,这包含系统误差的估计和校正以及标定结果的精度检验,现有方式分别通过姿态机动法和足印探测法予以实现.然而,姿态机动方式不适用于我国的卫星平台,传统足印探测方式没有针对系统误差的估计模型,仅能用于标定结果的精度检验.本文推导了基于足印探测方式的激光指向角系统误差估计模型,使得足印探测法能完成包含在轨误差校正以及精度检验的工作闭环,同时对用于激光足印获取的地面能量探测器进行了改进设计.通过设计仿真实验对所推导的误差估计模型进行验证,并量化分析了探测器阵列激光入射角度、标定场地表粗糙度及探测器布设间距等因素对系统误差校正精度的影响.结果表明,若要实现1.8 m的水平定位精度(对应0.6 arcsec激光指向精度),探测器阵列间距达到20 m即可,探测器阵列面的入射角需高于3°,标定场地表粗糙度需小于10 cm.以上结论对我国未来发射GF-7号光学/激光立体测绘卫星具有重要参考价值. 展开更多
关键词 星载激光测高仪 系统误差 在轨标定 能量探测器
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低轨卫星激光载荷配置及快速建链方法的研究
4
作者 张世层 张冬 +3 位作者 王平 安绍毅 高鹏 孙艳红 《激光技术》 CAS CSCD 北大核心 2024年第2期249-254,共6页
为了适应未来低轨卫星轻量化和低成本的发展趋势,满足星间激光快速建链的使用需求,对星间激光配置原则进行了分析,采用转台式激光载荷和固定式激光载荷相结合的载荷配置方式,分别用于异轨道面间和同轨道面内的星间建链,设计了基于在轨... 为了适应未来低轨卫星轻量化和低成本的发展趋势,满足星间激光快速建链的使用需求,对星间激光配置原则进行了分析,采用转台式激光载荷和固定式激光载荷相结合的载荷配置方式,分别用于异轨道面间和同轨道面内的星间建链,设计了基于在轨恒星标校、信标光辅助建链和光轴一致性的激光载荷快速星间建链方案,并介绍了全流程。结果表明,星间激光载荷建链时间小于30 s,可实现长时间的星间激光稳定跟踪通信。该研究结果有助于推动星间激光通信的发展和大规模在轨应用。 展开更多
关键词 光通信 快速激光建链 激光在轨标校 信标光
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高分十四号激光测量系统在轨几何定标与初步精度验证 被引量：1
5
作者 曹彬才 王建荣 +3 位作者 胡燕 吕源 杨秀策 卢学良 《光学精密工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第11期1631-1640,共10页
高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统,用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10000无地面控制点立体测图。由于振动及环境等因素变化,激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变,必须开展高精度在轨几何定标。针对高分十... 高分十四号卫星搭载了一台三波束激光测距系统,用于辅助双线阵光学相机开展全球1∶10000无地面控制点立体测图。由于振动及环境等因素变化,激光测高仪的几何参数相比实验室测量参数会发生改变,必须开展高精度在轨几何定标。针对高分十四号激光载荷的特点,构建了激光测高严格几何模型,在大气改正、潮汐改正的基础上,利用地面探测器阵列捕获的激光光斑开展激光器在轨几何定标与精度验证。实验结果表明:高分十四号激光测量系统标定后3个波束的高程精度(1σ)分别优于0.190,0.256和0.220 m,达到设计指标,可作为高程控制点开展业务化生产。 展开更多
关键词 高分十四号卫星 激光测高仪 在轨几何定标 精度验证 高程控制点
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激光星间链路终端指向误差标定中的误差分离研究 被引量：1
6
作者 程竟爽 林益明 +2 位作者 何善宝 王海红 国爱燕 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2019年第1期85-93,共9页
针对激光星间链路终端指向误差在轨标定中航天器姿态测量误差影响标定结果的问题,本文提出了基于多链路测量的航天器姿态测量误差分离方法。该方法利用了导航星座中同一航天器同时建立多条链路的特点,获取不同方向的LCT指向误差测量数... 针对激光星间链路终端指向误差在轨标定中航天器姿态测量误差影响标定结果的问题,本文提出了基于多链路测量的航天器姿态测量误差分离方法。该方法利用了导航星座中同一航天器同时建立多条链路的特点,获取不同方向的LCT指向误差测量数据。通过同时估计航天器姿态测量误差与LCT自身指向误差参数,实现了航天器姿态测量误差与LCT自身指向误差的分离。仿真结果表明:航天器姿态测量误差对LCT指向误差标定结果有显著影响,利用本方法进行误差分离后,LCT指向误差标定结果最大偏差由分离前的64. 9μrad下降到误差分离(6条链路)后的21. 1μrad,有效降低了航天器姿态测量误差对LCT指向误差标定结果的影响。该方法的有效性取决于链路条数和链路拓扑构型。 展开更多
关键词 激光星间链路终端 指向误差 在轨标定 误差分离
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高精度地形星载激光测高仪在轨几何标定方法
7
作者 张昊 徐琪 +2 位作者 黄佩琪 陈刚 谢欢 《测绘通报》 CSCD 北大核心 2024年第7期41-47,共7页
激光测高仪数字化标定方法由于标定频次高、人力物力消耗少等突出性优点越来越受到关注。本文提出了一种两步法的激光测高仪数字化标定方法,针对线性体制激光测高仪的几何定位模型,构建了关于翻滚角、俯仰角和测距系统误差的几何标定模... 激光测高仪数字化标定方法由于标定频次高、人力物力消耗少等突出性优点越来越受到关注。本文提出了一种两步法的激光测高仪数字化标定方法,针对线性体制激光测高仪的几何定位模型,构建了关于翻滚角、俯仰角和测距系统误差的几何标定模型,并使用公开参考地形数据SRTM与高精度机载LiDAR点云进行了标定试验。与GF-14实际外场面探测器试验标定的数据比较分析。结果显示,本文提出的几何标定方法与地面探测器标定参数测角差异在0.5角秒以内,测距差异在0.2 m以内。通过独立数据验证标定结果的高程精度,本文提出的数字化标定方法和探测器标定方法的足印高程偏差表现出良好的一致性,两种方法标定所获取的足印高程与高精度机载点云高程的RMSE均优于0.3 m。本文方法在保证精度的同时,减少了人力物力的消耗,为星载激光测高仪在轨常态化标定提供了新的思路和方法。 展开更多
关键词 线性体制激光测高仪 在轨几何标定 数字化标定方法
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基于LOLA系统的能量数据估算激光指向误差 被引量：6
8
作者 韩越 李松 +2 位作者 余诗哲 张智宇 周辉 《光学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第5期182-190,共9页
为了获取高精度的月面高程,需要对激光器的指向误差进行准确估计。月球轨道激光高度计(LOLA)在轨工作期间,由于月球昼夜温度相差较大,夜晚的激光指向相对白天存在很大偏移。首先建立光斑偏离接收视场中心时探测器接收能量的理论模型,并... 为了获取高精度的月面高程,需要对激光器的指向误差进行准确估计。月球轨道激光高度计(LOLA)在轨工作期间,由于月球昼夜温度相差较大,夜晚的激光指向相对白天存在很大偏移。首先建立光斑偏离接收视场中心时探测器接收能量的理论模型,并基于该模型分析光斑偏移量与相对接收能量的理论关系,进而提出一种基于光斑能量的激光指向误差的估算方法。随后,使用测绘轨道期间(12个月)LOLA经过Aestuum地区产生的能量数据,并将能量数据与估算方法相结合,估算出LOLA在月球夜晚时的激光指向误差在沿轨方向为140.62μrad,在垂轨方向为-413.17μrad,该结果与LOLA地球扫描实验和利用轨道交叉点处高程数据推导的结果基本一致。 展开更多
关键词 遥感 月球轨道激光高度计 在轨标定 激光指向误差 能量数据
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自然地表测距残差对激光测高系统的在轨检校 被引量：4
9
作者 易洪 李松 +1 位作者 翁寅侃 马跃 《华中科技大学学报（自然科学版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2016年第8期58-61,共4页
针对星载激光测高系统,提出一种基于自然地物表面测距残差分析的星载激光测高仪系统误差的在轨检校方法,该方法在已知地表先验模型的前提下推导出测距模型,根据推导的测距模型利用测距残差分析,对激光指向角误差及测距误差进行检校.相... 针对星载激光测高系统,提出一种基于自然地物表面测距残差分析的星载激光测高仪系统误差的在轨检校方法,该方法在已知地表先验模型的前提下推导出测距模型,根据推导的测距模型利用测距残差分析,对激光指向角误差及测距误差进行检校.相较于海洋扫描的测距残差分析方法,该方法利用了残差分析进行检校,但检校场不再局限于平静的海面,且避免了姿态机动;相较于自然地物表面的检校方法,利用了自然地物表面作为检校场,建立的误差模型更直观地反映出激光指向角对测距值的影响.仿真结果表明:该方法能较好地对激光指向角误差及测距误差进行检校,使假定系统误差值与系统误差检校值的偏差值优于12%. 展开更多
关键词 星载激光测高系统 系统误差 在轨检校 激光测高 测距残差
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一种改进的激光星间链路终端指向误差在轨标定方法 被引量：3
10
作者 程竟爽 林益明 +1 位作者 何善宝 王海红 《宇航学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2018年第1期67-75,共9页
提出一种改进的激光星间链路终端(LCT)指向误差在轨标定方法,对激光星间链路终端指向误差模型和观测数据获取方法进行改进。针对现有的终端指向误差参数模型误差因素考虑不足的问题,引入相应的误差项描述误差因素影响。针对链路观测法... 提出一种改进的激光星间链路终端(LCT)指向误差在轨标定方法,对激光星间链路终端指向误差模型和观测数据获取方法进行改进。针对现有的终端指向误差参数模型误差因素考虑不足的问题,引入相应的误差项描述误差因素影响。针对链路观测法中存在的激励信号受限,不能充分激励误差参数的问题,以捕获过程中指向机构主动摆动时的入射光信号作为激励信号,以系统误差参数的可观测度最大为目标优化设计激励信号。仿真结果表明:经过本方法标定的误差参数经修正后,激光星间链路终端的最大指向误差(方位向)由改进前的867.8μrad下降到改进后的112.1μrad;最大指向误差(俯仰向)由改进前的62.1μrad下降到改进后的51.5μrad,有效地提高了激光星间链路终端指向精度。 展开更多
关键词 激光星间链路终端(LCT) 指向误差 在轨标定
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