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伴随着激光技术、雷达技术、光电探测技术以及航空航天技术的发展,星载激光雷达技术在深空探测、地表地征探测以及大气三维探测等领域获得了广泛的应用,并发挥着重要作用。 星载激光雷达由于其复杂的光机系统,容易受到温度以及力学冲击的影响。而在卫星发射及高空运行过程中,激光雷达要承受运动状态剧烈变化带来的冲击以及热交变效应的影响,其收发光轴均会出现一定程度偏移,对于接收视场角仅为数百微弧度的激光雷达而言,微小的偏移也会对探测结果造成严重影响。因此,星载激光雷达光轴在轨校正技术是十分必要的。 针对以上问题,本文做了如下工作:首先,对国内外的这一技术领域进行了充分的调研,并对国外几种成熟运作的方案进行对比评估;其次,对星载激光雷达收发光轴发生偏转的原因进行了研究,提出了建立固联星敏感器的主动参考光轴结构,以此作为激光雷达收发光轴进行校正的标准,建立了数学模型,设计了相应的光学系统;最后,选取元件搭建模拟实验平台,通过面阵相机对光轴的情况进行监测,并编写了Matlab图像处理与运算程序,通过主动反馈装置对光轴进行实时校正,收集实验数据进行处理与误差分析,验证了这一方法的可行性。 通过开展以上工作,最终得到了一套完整的闭环反馈系统,获得了较高的光轴监测精度。同时这一技术方案简洁、高效、灵活,能够有效解决星载激光雷达运行过程中收发光轴的偏转问题。