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DLR-PF站点BELA发射机性能与指向稳定性验证活动
摘要： BELA是欧洲首个行星激光高度计，将于2018年10月作为贝皮科伦坡号航天器的一部分，搭载欧洲航天局的"水星行星轨道器"(MPO)发射升空。该仪器的完整研发是与瑞士、德国和西班牙的团队成员合作完成的。其发射器也是欧洲为行星任务建造的首个通过太空认证的激光系统。对科学性能至关重要的是发射器的性能表现，其技术指标设定要求极高。热光学指向稳定性、校准精度、脉冲能量、波长、脉冲波形及脉宽直接影响仪器信号质量与强度，进而决定科学数据的质量。此外，在轨运行时必须详细掌握发射器特性才能正确解读测量数据。因此，这个封装式二极管泵浦脉冲Nd:YAG激光发射器在柏林-阿德勒斯霍夫的德国航空航天中心(DLR)经历了多环境条件下的全方位测试，覆盖了所有可能的代表性配置方案。这种全面测试很有必要，因为仅凭理论难以准确预测热弹性与光学行为?；勾嬖谖露纫览敌вΓㄈ缂す饽芰勘浠?，这些直接影响科学测量的因素只能通过地面校准来处理。为此专门设计搭建了光学测试平台。本文描述该测试平台及测量流程，展示并讨论工程鉴定模型与飞行模型的测量结果及经验教训。测试结果表明BELA飞行模型发射器性能优异且留有余量，预计能实现预期科学目标。
关键词： 激光高度计，BELA，发射器，验证，贝皮科伦坡号，水星
更新于2025-09-23 15:23:52
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融合资源三号02星立体影像与激光测高数据以提升地球地形建模精度
摘要： 定位精度对于外方位参数不确定性高且地面控制数据稀缺情况下的卫星地形建模至关重要。多传感器数据融合有助于确保此类情况下的精确地形建模。目前光学相机影像与激光测高仪数据的联合处理研究主要集中于行星观测（尤其是月球和火星）。本研究尝试建立一种图像空间单约束的联合平差模型，通过整合ZY3-02立体影像与激光测高仪数据来提升地球地形建模精度。首先构建了立体影像与激光测高仪数据的几何模型，随后引入激光测距信息，在区域网平差模型基础上建立联合平差模型，并将最小化图像空间反投影差异的约束条件纳入联合平差。选取多个区域的数据集作为实验验证数据，结果表明：应用该联合平差方法后，ZY3-02卫星立体影像与激光测高仪数据间的不一致性得以降低，立体影像的高程精度显著提升；实验进一步证实改进后的高程精度对激光测高点（LAPs）在立体影像中的数量及相对位置不敏感。此外，通过引入额外平面控制点（PCPs）可获得更好的平面精度，登封地区的实验数据显示：采用LAPs配合四个附加PCPs的平差结果仅略低于使用四个地面控制点（GCPs）的区域网平差结果。总体而言，该方法能有效提升地球地形模型的质量。
关键词： 立体影像、联合平差、融合、地球地形建模、激光高度计、资源三号02星
更新于2025-09-23 15:21:01
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中国首颗地球观测星载激光测高系统设计与数据处理：高分七号
摘要： 高分七号（GF-7）卫星于2019年11月3日发射，是中国首颗民用亚米级立体测绘卫星。该卫星搭载了中国首台正式用于地球观测的激光测高仪。除激光测高仪外，高分七号星载激光测高系统还包括两台激光足印相机和一台激光光轴监视相机。该激光测高系统旨在辅助提升双线阵立体测绘相机在无地面控制点情况下的高程测量精度。本文详细介绍了高分七号星载激光测高系统的设计、实验室测距性能及其数据处理方法，并公布了数据产品类型。这些数据将在地理、冰川、林业等行业应用中发挥重要作用。
关键词： 激光产品、数据处理、足迹相机、光轴监视相机、激光高度计、GF-7卫星
更新于2025-09-19 17:13:59
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冰、云和陆地高程卫星二号任务：基于先进地形激光测高系统生成的全球地理定位光子产品
摘要： 冰、云和陆地高程卫星二号（ICESat-2）观测站于2018年9月15日发射升空，用于测量冰盖与冰川高程变化、海冰干舷高度，并能测定地球森林的高度。该卫星搭载的先进地形激光测高系统（ATLAS）激光测高仪采用532纳米绿色激光及单光子敏感探测技术，通过六条光束分别测量飞行时间并推算地表高度。本文阐述了ATLAS系统的主要组件，包括发射器、接收器及时序系统部件；同时介绍了ICESat-2观测站的核心构成——全球定位系统、星体跟踪仪及惯性测量单元。ICESat-2一级产品（ATL02）提供精确的光子往返飞行时间等数据；二级产品（ATL03）则结合光子飞行时间与观测站位置姿态数据，确定ATLAS探测到的光子地面反弹点的地理坐标（即纬度、经度和高度）。三级（3A级）特定地表数据产品利用ATL03数据测算冰川/冰盖高度、海冰干舷、植被冠层高度、海洋表面地形及内陆水体高度。
关键词： 激光高度计、冰盖、测高、ICESat-2卫星、海冰、光子计数、遥感、冰冻圈
更新于2025-09-16 10:30:52
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[IEEE IGARSS 2019 - 2019年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 日本横滨 (2019.7.28-2019.8.2)] IGARSS 2019 - 2019年IEEE国际地球科学与遥感研讨会 - 光子计数激光高度计数据去噪方法比较
摘要： 搭载光子计数激光雷达系统的星载地球观测激光雷达卫星——冰、云和陆地高程卫星二号（ICESat-2）于2018年9月15日发射升空。与ICESat搭载的波形激光高度计显著不同，这种多光束光子计数激光高度计能更精确地测量地球表面，并直接提供散射事件的位置。由于高灵敏度特性，光子探测器会响应来自太阳背景和大气散射的光子，从而产生大量噪声。有必要研究一种有效方法从噪声中识别信号光子。本文旨在研究几种典型的噪声滤波方法并探讨其特性，实验在冰盖和植被数据集上开展，展示了实验结果，并针对不同环境条件给出了选择降噪方法的建议。
关键词： ICESat-2，激光高度计，噪声滤波，MABEL，光子计数
更新于2025-09-16 10:30:52
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木卫三激光高度计（GALA）：主要目标、仪器设计与性能
摘要： 伽倪墨得斯激光高度计（GALA）是欧洲航天局（ESA）主导实施的"木星冰卫星探测器"（JUICE）任务选定的十台科学仪器之一。该任务计划于2022年中发射，预计2029年末抵达木星。其标准科学探测阶段（包括对伽倪墨得斯、欧罗巴和卡利斯托的近距离飞越观测及伽倪墨得斯轨道探测阶段）将持续至2033年中。GALA的主要目标是获取木星冰卫星（欧罗巴、伽倪墨得斯和卡利斯托）的地形数据。通过测量伽倪墨得斯的昼夜潮汐形变（该形变关键取决于液态水海洋使表面冰层与深层内部解耦的特性），GALA将在距卫星500公里的轨道上获?。ɑ蚺懦┑叵潞Ｑ蟠嬖诘闹ぞ?，并测定伽倪墨得斯冰壳厚度。结合其他仪器数据，它将描绘这些卫星表面单元的形态特征，不仅提供地形数据，还能测量约50米（在500公里高度）的足印尺度范围内的表面粗糙度和反照率（1064纳米波段）。该仪器采用工作波长1064纳米的Nd:YAG激光器，脉冲长度5.5±2.5纳秒，最大发射频率50赫兹（标称30赫兹）。返回脉冲由带宽100兆赫兹的雪崩光电二极管检测，以200兆赫兹采样率数字化处理，可实现0.1米亚采样分辨率的测距，并通过脉冲波形分析获取足印尺度范围内的表面粗糙度数据。该仪器由德国、日本、瑞士和西班牙的科研机构及工业界联合研制。
关键词： 木星的卫星，JUICE任务，太阳系，GALA，木卫三，激光高度计
更新于2025-09-11 14:15:04
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基于校准嫦娥一号激光高度计数据的新月球数字高程模型
摘要： 为提高基于嫦娥一号（CE-1）雷达高度计数据获取的月球数字高程模型（DEM）精度，本文对CE-1激光高度计数据进行了校准。轨道精度与测距精度是影响高度计数据应用于月球地形建模的两大关键因素。研究提出一种经验校准方法：利用网格化LOLA DEM校正CE-1高度计数据的系统误差，其系统偏差约为-139.52米?；谛Ｗ己蟮腃E-1高度计数据，获得了空间分辨率为0.0625°×0.0625°的新型月球DEM网格模型及1400阶球谐模型。通过与月球正面地标对比评估DEM精度，结果显示激光高度计数据校准后，DEM精度从127.3米提升至48.7米。
关键词： CE-1、LOLA、月球数字高程模型、校准、激光高度计
更新于2025-09-11 14:15:04