中国科学院上海技术物理研究所空间主动光电技术重点实验室, 上海 200083
针对星载对地观测激光高度计大足印回波信号中多目标相对高程信息提取的问题，采用基于最小二乘的高斯分解算法对波形数据进行多目标分离，设计了全波形采集系统，并开展了地面多目标分离的算法验证实验。实验结果表明，该算法可有效分离回波信号中的多个目标，目标间相对距离偏差小于0.03m，验证了激光大足印全波形采集系统进行多目标相对距离信息提取的可行性，对星载对地观测激光高度计的系统设计及数据处理算法的研究具有重要借鉴意义。
遥感 星载激光高度计 波形分解 多目标 相对距离 大足印
1 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室, 上海 201800
2 中国科学院大学, 北京 100049
作为天基系统的重要遥感遥测手段，星载激光高度计具有高精度、高分辨率、垂直分辨等优点，在地形地貌测绘、深空探测、全球预警和监测等方面具有独特的优势，发展前景十分广阔。对星载激光测高技术的发展过程进行了介绍，分别阐述了星载激光高度计及多光束推帚式激光高度计的工作原理，分析了多光束推帚式探测技术中多束激光并行发射、激光器技术和激光回波的阵列探测等关键技术，并介绍了星载激光测高技术的应用情况，最后对空间多光束激光探测技术的发展前景及我国星载激光测高技术的发展进行展望。
遥感 激光雷达 星载激光高度计 多光束 推帚式 激光与光电子学进展
2013, 50(2): 020006
1 东华大学理学院， 上海 201620
2 中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室， 上海 201800
为使星载激光高度计实现高空间分辨率，提出了一种联合采用伪随机码(PRC)相位调制光纤激光器和外差探测的测距方法。推导了用于测高时的信噪比公式。对激光发射功率、参考光功率、望远镜口径、调制速率以及PRC序列长度对信噪比和距离分辨率的影响进行了数值模拟。对系统参数进行分析，得到了相关参数的关系和优化的参数。结果表明,当激光出射功率约为10 W，参考光功率约为10 mW，望远镜口径为0.4 m，调制速率为1 GHz，单周期内PRC序列长度约为300 μs时，基于PRC相位调制和外差探测的星载激光测高计能够实现系统信噪比为10和距离分辨率为15 cm的设计目标。
激光遥感 星载激光高度计 伪随机码相位调制 外差探测 信噪比 中国激光
2011, 38(s1): s114007
中国科学院上海技术物理研究所, 上海 200083
“嫦娥一号”卫星的有效载荷激光高度计通过测量发射与接收信号之间的时间间隔，获得星一月距离数据.本文分析了背景辐射功率、倍增因子与激光高度计最佳信噪比之间的关系，并利用积分球进行了不同背景辐射功率下的信噪比试验，验证了背景辐射功率以及雪崩二极管倍增因子对接收系统信噪比的影响.结果表明，在不同的背景辐射功率条件下，存在不同的最佳倍增因子，使接收系统获得最大信噪比.
星载激光高度计 背景辐射功率 雪崩二极管 倍增因子 信噪比 space-borne laser altimeter background radiant power avalanche photo diode(APD) multiplication factor signal-to-noise ratio
中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光实验室, 上海 201800
为使星载激光高度计实现高空间分辨率, 提出了一种联合采用伪随机码调制光纤激光器和单光子计数的测距方法。讨论了此方法的实施方案, 推导了此方法用于测高时的信噪比公式。对方案中的激光发射功率、接收望远镜口径对信噪比的影响进行了数值模拟。对系统参数进行分析, 得到了相关参数的关系和优化的参数。结果表明接收望远镜口径为0.8～1 m, 激光出射功率约为10 W, 伪随机码调制宽度为600 μs, 调制速率为1 GHz时, 基于伪随机码调制和单光子计数的星载激光测高计能够使系统信噪比达到10, 距离分辨率达到15 cm。
激光技术 激光遥感 星载激光高度计 伪随机码调制 单光子计数 信噪比
中国科学院上海光学精密机械研究所先进激光技术与应用系统实验室, 上海 201800
为使星载激光高度计实现高空间分辨力、高距离精度,提出了联合采用调频光纤激光器和相干测距的方法。详细讨论了这种方法的实现方案,并对方案中的激光发射功率、望远镜口径以及脉冲宽度对距离精度及信噪比的影响进行数值模拟。对系统参量进行分析,得到了相关参量的关系和优化的参量。结果表明,当望远镜口径为400 mm时,啁啾调频速率为1 MHz/μs,脉冲时间宽度150～350 μs, 发射功率10 W左右时,基于相干测距的星载激光高度计可以实现距离精度小于15 cm的技术指标。
激光遥感 星载激光高度计 外差探测 频率调制 光纤激光 人眼安全
