用于空间交会对接过程中捕获、定位和追踪合作目标的激光雷达系统

摘要

激光雷达系统在无人交会对接中发挥着重要的作用.空间交会对接有47年的历史,在轨交会对接已经成功实现了300多次.实现交会对接的主要有美国、苏联/俄罗斯、欧洲、日本等国家.实现捕获、定位和追踪的激光雷达技术是实现无人交会对接的关键技术,也是最难的技术之一.本文提出一种新型的利用高重频、可调谐的脉冲光纤激光器作为光源的激光雷达系统,实现空间自主捕获、定位和追踪合作目标.该激光雷达系统工作距离覆盖18 m～20 km,具有很大的动态范围,为满足动态范围的需求,使用了输出能量可方便调节的光纤激光器.同时使系统的功耗降至最低,也降低了系统的体积和重量.文中详细介绍了该激光雷达系统的组成部分、工作原理和实验结果.实验证明,该系统能够很好地实现自主捕获、定位和追踪合作目标,工作距离能够达到18 m～20 km,测距精度、角精度等指标能够满足实际应用的需求,具有重要意义.