董雪
- 作品数：17 被引量：41H指数：4
- 供职机构：中国科学院国家天文台更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金吉林省科技发展计划基金国家重大技术装备创新研制项目更多>>
- 相关领域：天文地球电子电信航空宇航科学技术自动化与计算机技术更多>>
- 长春站激光测距系统单向延迟标校方法研究
- 2023年
- 卫星激光测距是当代空间大地测量中精度最高的技术之一,其精度可达毫米级.为了延长激光测距的作用距离,采用单向激光测距方式,将作用范围由近地空间拓展到深空探测领域,同时带来了激光测距发射端和接收端系统延迟的独立标校问题.本文基于长春站卫星激光测距系统,应用自主设计的激光测距单向延迟标校装置,搭建单向激光测距模拟系统,建立发射端延迟标校模型,并分析单向延迟标校精度.实验结果表明,长春站SLR系统发射端延迟为-75.766 ns,分析得到单向延迟标校精度优于22.82 ps,经延迟标校方法修正后的单向激光测距精度可达毫米级.该单向延迟标校方案简便易行,自主设计的激光测距单向延迟标校装置及方法有助于实现单向激光测距延迟标校的标准化,为长春站SLR系统在应答器测距和激光时间传递等单向激光测距方面的扩展应用提供了技术支撑.
- 董贺付少鹏刘洋梁智鹏郑彦宁董雪董雪华杰
- 关键词：激光测距
- 天宫一号飞行器失效后激光测距实验分析被引量：2
- 2017年
- 天宫一号飞行器于2016年3月终止了数据服务,成为在轨飞行的"空间碎片".其所处的轨道空间,高度约400 km,是天宫二号航天器、国际空间站等载人航天器以及一系列对地测量卫星运行的重要区域.空间碎片对这些航天器的运行构成严重威胁.卫星激光测距是目前空间目标观测手段中精度最高的一种,测量精度可达厘米量级,其高精度的观测结果为碰撞风险评估提供了有力支撑.天宫一号装有角反射器,这为激光测距提供了良好的实验平台.2016年3~5月期间,中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站(7237)和中国科学院上海天文台佘山观测站(7821)以及中国科学院紫金山天文台等单位联合对失效的天宫一号目标进行了激光测距实验,共获得有效数据23圈.通过实测数据处理分析,发现激光观测数据的均方根(RMS)即定轨精度可以达到10 cm.利用卫星激光测距(SLR)精密定轨得到的新根数做轨道预报,两天的预报在地固坐标x,y,z三个分量上的误差约200~300 m,径向误差好于100 m,能够满足激光测距后续观测的要求.本次实验将为天宫二号及其他低轨道航天器的激光测距和精密定轨提供有益的参考和技术支撑.
- 孙明国高鹏骐李振伟孙建南董雪赵有
- 关键词：光学观测精密定轨
- 基于斜程传输模型的卫星激光测距在气溶胶中探测性能的研究被引量：2
- 2017年
- 基于大气气溶胶在空间的不均匀分布,提出并利用激光在大气气溶胶中的斜程传输模型开展卫星激光测距在气溶胶中探测性能的研究,即将气溶胶的分布分为水平及垂直方向,在垂直方向将其分为无穷多层,令每层气溶胶的水平方向浓度分布均匀,结合气溶胶粒子的散射截面、尺度分布函数,计算激光在每层气溶胶中的透过率,最后进行积分得到激光的大气传输透过率.结果表明,与Kim经验公式及Mie理论模型相比,由斜程传输模型计算得到的激光气溶胶透过率更接近实验值,其平均相对误差降低了一个数量级,仅为3.5%,表明该模型可准确地计算激光在气溶胶中的传输特性.结合激光雷达公式,利用该模型对气溶胶中不同轨道高度卫星探测成功率进行数值模拟仿真,发现在轻霾环境中低轨卫星的探测成功率可达40%以上,高轨卫星的探测成功率仅为15%,可利用高效率探测器与高能量激光器实现轻霾环境下的卫星激光测距.研究结果能合理解释已有的实验报道并有效地预估卫星激光测距系统探测性能,为系统的升级改造提供可靠的理论依据和技术保障.
- 陈煜丰安宁韩兴伟刘承志范存波温冠宇宋清丽董雪
- 关键词：卫星激光测距气溶胶透过率
- 光行差对高轨卫星激光测距的影响分析被引量：2
- 2018年
- 随着卫星激光测距技术的发展,高轨卫星激光测距的数据量明显提高。由于高轨卫星距离远回波弱,这就要求望远镜系统能精确地对准卫星目标才能接收到有效回波。首先分析了影响望远镜对准的光行差因素,即卫星运行的速度光行差和发射激光运行引入的光行差。文中以Glonass系列高轨卫星为例,重点研究了发射激光束运行引入的光行差偏移量,并且计算出测站测量Glonass系列卫星的光行差角偏移量为26μrad。在实际高轨卫星激光测距中对Glonass系列卫星进行了数十次的测距实验验证,证明了文中对光行差影响的分析是正确的。通过文中的研究可以提高高轨卫星激光测距的捕获机率,大大提高高轨卫星观测效率。
- 温冠宇王爽安宁董雪韩兴伟
- 关键词：卫星激光测距
- 基于精密星历的长春站激光测距数据评价及改善
- 2024年
- 为提升长春站卫星激光测距数据稳定性,从卫星激光测距物理机制及评价指标出发,建立了基于精密星历的数据评价系统,分析了长春站数据的稳定性及外符合精度。根据分析结果,采用前沿半峰(LEHM)剪切算法改进数据预处理方法,降低了卫星形状效应对数据精度和稳定性的影响。分析表明,基于精密星历的数据评价系统与国际卫星激光测距组织(ILRS)数据中心评价结果一致。采用LEHM剪切算法进行数据处理后,长春站Lageos-1卫星数据的标准点精度由4.9 mm提高至3.9 mm,短期稳定性由19.8 mm提高至18.1 mm,长期稳定性由6.2 mm提高至5.4 mm,外符合精度由79.6 mm提高至68.2 mm。改进的数据预处理算法可有效提升数据稳定性及外符合精度,为长春站数据稳定性与精度的进一步提升指出了方向。
- 龙翃宇董雪梁智鹏董雪梁智鹏董贺
- 关键词：卫星激光测距精密星历
- 一米望远镜空间碎片漫反射激光测距系统被引量：1
- 2017年
- 为减小空间碎片对空间活动的影响，利用高精度激光测距技术进行空间碎片的跟踪与观测研究，能够大幅提高其定轨精度，对空间碎片的监测与预警可起到很重要的作用。文中详细介绍了长春人造卫星观测站一米望远镜空间碎片漫反射激光测距系统。该系统采用了500Hz高功率激光器，提高发射激光功率；利用大视场导星，实现目标闭环跟踪并提高初轨预报精度；通过对望远镜发射系统与接收终端的改造，使其具有空间碎片激光测距功能，实现了空间碎片的有效激光测距，获取的观测目标最远距离达到1700km、最小有效雷达散射截面达到1m^2，单次测距精度约80cm。该系统将会为空间碎片精密定轨及其他研究提供很大帮助。
- 宋清丽韩兴伟梁智鹏梁智鹏董雪范存波
- 关键词：激光测距高重复频率
- 空间碎片激光测距的距离预报偏差实时修正算法被引量：1
- 2022年
- 为在空间碎片测距过程中实时修正距离预报偏差,提高距离门回波搜索捕获效率和测距成功率,以空间目标轨道相对运动动力学为理论基础,构建了近圆轨道空间碎片距离预报偏差实时修正的理论模型和算法模型。理论模型中的空间几何模型定义了站-星矢量和预报偏差矢量的空间相对位置关系,状态演化模型以Clohessy-Wiltshire方程为数学基础对相对运动的演化过程进行数学描述,角度观测模型构建了视位置角度偏差观测量和预报偏差矢量的几何映射关系。算法模型以卡尔曼滤波器作为相对运动初始状态求解器,实现了对距离预报偏差真值的最优估计。所选近地合作目标的数值仿真统计结果显示,角度观测量标准差为2″时,距离预报偏差实时修正算法能够在过境弧段的前15%以内将距离偏差量修正至小于100 m,是一种有效的预报偏差实时修正技术。
- 高健梁智鹏韩兴伟董雪董雪安宁温冠宇
- 关键词：空间大地测量激光测距卡尔曼滤波
- 立方腔平均反射光程的研究
- 2016年
- 利用有限元光腔表面分割法对立方腔的平均反射光程(Average Reflex Optical Path Length,L_(ave))进行了数值模拟,给出了L_(ave)与腔长的线性关系式,并通过TDLAS实验得到了具有不同腔长的立方腔L_(ave)的实验值。研究结果表明,立方腔的L_(ave)随着腔长的增加而线性增大。与之前报道的理论结果相比,采用有限元光腔表面分割法得到的L_(ave)模拟值与实验值更为接近,误差率仅在2.5%以内。立方腔平均反射光程模拟值与腔长的关系可以作为确定腔长的依据,提高了基于立方腔的TDLAS气体测量系统的反演精度。
- 刘高佑安宁韩兴伟董雪马磊范存波刘承志
- 关键词：数值模拟
- SLR系统地靶数值仿真及数据处理被引量：1
- 2021年
- 地靶测量是获取SLR系统时延值、校准系统误差的重要手段,对提高系统测距精度具有重要意义。基于SLR系统地靶测量原理,采用蒙特卡洛方法,建立了地靶测距模型,实现了SLR地靶测距仿真。同时,从噪声的角度出发,提出了一种自适应噪声相关性匹配(ANCM)算法对地靶测距数据进行去噪,利用短时静态实测背景噪声和随机噪声阈值构建了回波噪声模板,结合SLR地靶数值仿真模型产生的模拟测距数据,通过优化回波选取区间、算法迭代次数等参数,完成了地靶有效信号的提取。与传统地靶数据处理算法相比,利用ANCM算法得到的中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR地靶数据有效点数增加了30%以上,数据处理精度提高2倍左右,数据处理的效率得到明显改善,为准确地获取SLR系统时延值提供了新的思路。
- 苗澍茁安宁高健温冠宇宋清丽董雪马磊范存波
- 关键词：SLR数值仿真数据处理
- 角反射器形状效应对卫星激光测距系统测距精度的影响被引量：5
- 2018年
- 基于卫星激光测距(SLR)系统的测距原理,对从角反射器反射的回波光子分布进行数值仿真,分析并讨论了卫星角反射器形状效应与SLR系统测距精度的关系。另外,为验证卫星角反射器形状效应的适用性,利用中国科学院国家天文台长春人造卫星观测站SLR系统对不同轨道高度的卫星进行了实测。结果表明,卫星角反射器形状效应使从卫星反射的回波光子分布发生明显改变,激光脉冲被展宽。对于Starlette卫星,激光脉冲脉宽由50ps展宽至72ps,由卫星角反射器形状效应引起的测距误差约为5.4 mm。对于高轨Etalon-1卫星、中轨LAGEOS-1卫星和低轨LARES卫星,由卫星角反射器形状效应引起的测距误差分别约为15.4,7.4,5.0mm。因此,要使SLR系统测量精度向毫米级发展,应当考虑卫星角反射器形状效应对测距精度的影响,这也为SLR系统的性能评估与结构设计提供了新的思路与途径。
- 刘源安宁范存波刘承志马磊宋清丽董雪
- 关键词：大气光学测距精度
