倾斜角反射器阵列对月球激光测距影响的分析
天体物理仪器与方法
2024-08-22 v2 地球与行星天体物理
仪器与探测器
摘要
本文主要研究角反射器阵列倾斜对月球激光测距（LLR）的影响。我们建立了一个数学模型来分析由角反射器阵列倾斜引起的随机误差。研究发现，理想情况下，当激光脉冲宽度为10皮秒或更小时，可以区分回波信号中来自不同角反射器的峰值。因此，可以提取回波的部分信号进行处理，显著减少随机误差，提高单次测距精度。将提取的部分回波对应的距离归算到阵列中心位置，可以在每次测量中获得多个更高精度的测距结果。这不仅提高了LLR的精度，还增加了数据量。基于云南天文台1.2米激光测距系统的模拟实验表明，通过提取单个峰值进行信号处理，单次测距精度从32.24毫米提高到2.52毫米，验证了理论分析结果。此外，我们建立了一套基于双筒望远镜系统的实验激光测距装置进行地面实验。实验结果表明，回波信号能够反映角反射器阵列的倾斜状态。通过提取中心角反射器返回的峰值进行信号处理，测距精度显著提高。通过理论分析、模拟实验和地面实验，我们提供了一种减少由角反射器阵列倾斜引起的随机误差的方法，为提高未来LLR的单次测距精度提供了途径，并为未来地面设备的升级提供了参考。
关键词
引用
@article{arxiv.2408.09260,
title = {Analysis of the Effect of Tilted Corner Cube Reflector Arrays on Lunar Laser Ranging},
author = {Jin Cao and Rufeng Tang and Kai Huang and Zhulian Li and Yongzhang Yang and Kai Huang and Jintao Li and Yuqiang Li},
journal= {arXiv preprint arXiv:2408.09260},
year = {2024}
}