月球激光測距是一項充滿挑戰(zhàn)的試驗，涉及光學、機械、電子等多個學科，是綜合科技實力的體現(xiàn)。由于種種因素的困擾，月球激光測距的回波光子數(shù)非常少，單個脈沖的回波甚至為亞單光子的量級。為了提高月球激光測距的回波光子數(shù)，我們考慮將自適應光學技術應用于月球激光測距中，利用自適應光學系統(tǒng)的傾斜鏡對望遠鏡的跟蹤誤差、望遠鏡自身的光學系統(tǒng)的不完美性以及激光束經(jīng)過湍流大氣傳播至月面反射器的過程中所受大氣湍流的隨機抖動效應進行實時校正，從而使到達月面的激光束時時對準月面反射器，保證較多的激光能量被反射器接收并反射回地面望遠鏡，以此來提高回波光子數(shù)，保證月球激光測距試驗的順利開展。本文討論了自適應光學系統(tǒng)應用于月球激光測距中涉及的幾個問題：首先，根據(jù)大氣湍流的統(tǒng)計特性結合61單元自適應光學系統(tǒng)和云南天文臺1.2米地平式望遠鏡的性能利用統(tǒng)計的方法得出了自適應光學系統(tǒng)對月球激光測距的回波數(shù)的補償效果估計，為自適應光學系統(tǒng)在月球激光測距中的應用提供了理論依據(jù)。其次，針對月面為低對比度擴展光源的特點，為了在大氣湍流變化的時間內(nèi)實時探測并校正由于大氣湍流等因素造成的到達月面反射器的激光束的抖動，考慮利用絕對差分算法和互... 

【文章來源】：中國科學院大學(中國科學院云南天文臺)云南省

【文章頁數(shù)】：79 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
目錄
第一章 月球激光測距的研究現(xiàn)狀
    1.1 月球激光測距的科學意義
    1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀
    1.3 改進LLR所采取的主要技術途徑
    1.4 存在的問題及本文擬解決的問題
第二章 自適應光學對月球激光測距的作用
    2.1 激光束在大氣中的傳播
        2.1.1 大氣湍流的統(tǒng)計特性
        2.1.2 光波在湍流大氣中的傳播的理論模型
        2.1.3 大氣閃爍的概率分布函數(shù)
    2.2 自適應光學對月球激光測距的效果估計
        2.2.1 激光束傳播:上行統(tǒng)計模型
        2.2.2 自適應光學對發(fā)射激光束的補償性能
        2.2.3 自適應光學應用于月球激光測距中的回波數(shù)估計
第三章 傾斜校正自適應光學系統(tǒng)在月球激光測距中的應用
    3.1 傾斜校正自適應光學系統(tǒng)對發(fā)射激光束的校正
    3.2 月面數(shù)據(jù)采集及預處理
    3.3 圖像間相對偏移量的提取算法
        3.3.1 絕對差分算法(AD)
        3.3.2 互相關函數(shù)法(CC)
    3.4 圖像間相對偏移的計算結果
        3.4.1 APOLLO 11
        3.4.2 APOLLO 15
    3.5 算法比較
    3.6 小結
第四章 視場旋轉對大氣波前傾斜量提取的影響
    4.1 月球運動引起的望遠鏡物方視場的旋轉
    4.2 1.2米地平式望遠鏡像方視場的旋轉
    4.3 視場旋轉對大氣波前傾斜量提取的影響
    4.4 小結
第五章 云南天文臺1.2米望遠鏡月球激光測距構想
    5.1 云南天文臺1.2米望遠鏡激光測距系統(tǒng)
    5.2 61單元自適應光學系統(tǒng)
    5.3 傾斜校正自適應光學系統(tǒng)應用于月球激光測距光路構想
結論與展望
參考文獻
發(fā)表文章目錄
致謝


【參考文獻】：
期刊論文
[1]月球激光測距的現(xiàn)狀及可能的改進方法(英文)[J]. 熊耀恒,馮和生.  云南天文臺臺刊. 2002(03)
[2]月球激光測距的新技術方法研究[J]. 熊耀恒.  云南天文臺臺刊. 2002(01)
[3]兩套DIMM系統(tǒng)的比對觀測及結果分析[J]. 錢銅鈴,許駿,岑學奮.  云南天文臺臺刊. 1996(04)
[4]三孔較差視寧度監(jiān)視儀及試觀測報告[J]. 岑學奮,許駿,譚徽松.  云南天文臺臺刊. 1996(01)
[5]三孔較差視寧度監(jiān)視儀的數(shù)據(jù)采集／處理系統(tǒng)[J]. 許駿,趙昭旺,譚徽松,岑學奮.  云南天文臺臺刊. 1996(01)
[6]1.2米地平式望遠鏡視場的旋轉[J]. 熊耀恒,馮和生.  云南天文臺臺刊. 1991(04)
[7]隨機介質(zhì)中傳輸激光斑紋的積分光強統(tǒng)計特性[J]. 張逸新.  激光雜志. 1990(04)

碩士論文
[1]云臺紅外太陽望遠鏡驅動控制系統(tǒng)仿真[D]. 柳光乾.中國科學院研究生院（云南天文臺） 2004



本文編號：3193563