激光与红外

作者：喻荣宗

单位：1.上海大学材料科学与工程学院,上海 200444；2.中国科学院上海天文台,上海 200030；3.中国科学院空间目标与碎片观测重点实验室,南京 210008；4.中国科学院大学,北京 100049；5.华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室,上海 200062；

关键词：卫星激光测距;距离门控;高重频;时序电路;100 kHz

基金：国家自然科学基金项目(No.12373085；No.12003056；No.11903066)；中国科学院战略性先导科技专项课题项目(No.XDA30030500)资助。

高重频卫星激光测距(Satellite Laser Ranging,SLR)具有精度高、捕获快、观测数据量大、可靠性高等优势。但随着重复频率提升至百千赫兹以上,现有测量时序电路无法达到系统运行处理速度和实时后向散射规避等要求。本文提出超高重频卫星激光测距时序电路设计方法,采用FPGA代替控制计算机进行门控距离实时计算,精确产生门控信号控制探测器开启,并使用了收发交替的方式实时调整激光点火信号以规避后向散射干扰。能够自主完成激光测距中距离门控输出时刻的计算、存储和信号输出,最高工作频率大于500kHz,满足百千赫兹超高频率测距的要求。该系统已成功应用于上海天文台100kHz重复率SLR,标准点精度突破200μm,验证了基于FPGA的测距时序电路的正确性和潜力。该电路设计简单、分辨率高、上位机交互方便,为百kHz～MHz的超高重频SLR系统时序控制电路设计提供有效解决方案。

来源：2024年第7期

《激光与红外》期刊编辑部

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