人造衛星雷射測距
正文
利用雷射測量人造地球衛星距離的技術。這種技術是六十年代中期出現的。所用的儀器稱為人造衛星雷射測距儀，又稱人造衛星雷射測距系統或人造衛星雷射雷達。它包括雷射器、發射和接收光學系統、跟蹤機架和控制系統、光電檢測器、時間間隔計數器和數據記錄等部分。目前,這種方法僅能測量一些裝有後向反射器(見月球雷射測距)的衛星。儀器中採用的雷射器只限於固體脈衝雷射器，如紅寶石雷射器、釔鋁石榴石雷射器等。人造衛星雷射測距的原理是：從地面測站向衛星發射一束脈衝雷射，經過衛星上的反射器反射後，由測站的接收望遠鏡接收。用計數器測定雷射往返的時間間隔，即可推算出衛星的距離。人造衛星雷射測距技術與經典的天體測量方法不同，它不再測量衛星的方位。光線在大氣中傳播慢於在真空中傳播所引起的誤差對測距結果的影響很小，在地平高度10°以上，其修正值可以準確到1厘米，因此是很有發展前途的一種觀測方法。
測距儀發射光學系統的作用是對發射雷射束進行準直，使雷射束以很窄的發散角集中射向衛星，一般是採用小口徑的伽利略望遠鏡。接收光學系統通常採用口徑30～60厘米的反射望遠鏡。跟蹤機架大多採用地平式裝置，控制系統採用小型電子計算機。光電檢測器一般採用高靈敏度的快速回響的光電倍增管。為了有效地減少噪聲脈衝對計數器的干擾，必須採用距離門控的方法。在測量遠距離衛星時，僅能收到一、二個光電子。近年來單光電子探測技術已開始套用於人造衛星雷射測距。
到1979年為止，已發射十多顆裝有後向反射器的人造衛星，如“雷射地球動力學衛星”(LAGEOS)、“海洋衛星”(SEASAT)等，衛星的距離從幾百公里到二萬多公里。雷射器的脈衝功率高達數百兆瓦到上千兆瓦，脈衝寬度短到0.1～0.2毫微秒，計數器測量時間間隔的精度也可達到 0.1毫微秒左右。測距精度已達到 5～10厘米，幾年以內有可能達到2厘米左右。最近,美國國家航空和航天局在設計一種新型的測距系統，把雷射器和跟蹤機架等裝在衛星上，後向反射器則安置在地面上，這可以說是另一種意義上的人造衛星雷射測距儀。它的主要用途是測量斷層的運動，不需要設定大量耗資很多的地面測距系統。但由於用途所限，它並不能完全代替現有的地面人造衛星雷射測距儀。
人造衛星雷射測距技術在天文學、地球物理學、大地測量和地震預報等方面都具有重要意義。到1979年，已有十多個國家的二十多個測站（部分是流動站）進行經常性的測量和研究，並開展國際合作。
