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面我們了解了幾種主要的測(cè)距/距離傳感器的原理及特點(diǎn)，其中，激光測(cè)距傳感器因其抗干擾能力強(qiáng)，精度高的優(yōu)勢(shì)，自誕生以來(lái)，得到了極大的發(fā)展，在各行各業(yè)都發(fā)揮著巨大的作用。
1960年世界上第一臺(tái)紅寶石激光器問(wèn)世不久，以精密測(cè)距為主要功能的激光測(cè)距技術(shù)便隨之誕生了。
第一臺(tái)紅寶石激光器
經(jīng)過(guò)了50多年的發(fā)展，其發(fā)展大致表現(xiàn)在兩個(gè)方面：首先是應(yīng)用各種新技術(shù)和設(shè)備提高測(cè)距精度和觀測(cè)數(shù)據(jù)量;其次是提高測(cè)距系統(tǒng)的自動(dòng)化程度，減小人力和物力的消耗。具體為：
1、在測(cè)距精度上，從最初的米級(jí)逐步提高到分米級(jí)、厘米級(jí)，目前國(guó)際上最先進(jìn)的臺(tái)站其測(cè)距精度已能達(dá)到毫米級(jí)。
2、在測(cè)距能力上，從最初的最遠(yuǎn)1000～2000km提高到2萬(wàn)km，乃至3.6萬(wàn)km。激光測(cè)月的實(shí)現(xiàn)使測(cè)距能力達(dá)到了38萬(wàn)km。
3、在測(cè)距頻率上，從最初的每秒一次發(fā)展到目前每秒1000～2000次，更高頻率的激光測(cè)距(如10kHz測(cè)距)也在試驗(yàn)中。
4、在測(cè)距波長(zhǎng)上，目前普遍采用的仍是單色測(cè)距系統(tǒng)，一些臺(tái)站也在使用雙色/多色激光測(cè)距系統(tǒng)。雙波長(zhǎng)激光測(cè)距系統(tǒng)不再需要大氣物理參數(shù)和大氣模型的修正，只需測(cè)量結(jié)果本身即可修正大氣延遲，就能達(dá)到更好的數(shù)據(jù)精度。
5、在自動(dòng)化程度上，從初期的人工目視跟蹤，發(fā)展到今天計(jì)算機(jī)控制、自動(dòng)跟蹤。
激光測(cè)距傳感器在宇宙空間探測(cè)領(lǐng)域的應(yīng)用
空間激光測(cè)距技術(shù)在監(jiān)測(cè)大陸板塊運(yùn)動(dòng)、地殼形變、地球自轉(zhuǎn)，改進(jìn)地球重力場(chǎng)和地心引力常數(shù)，確定地球和海洋潮汐變化的規(guī)律，監(jiān)測(cè)空間碎片等方面具有重要作用。它也是當(dāng)前高精度衛(wèi)星精密定位觀測(cè)的主要手段之一，是現(xiàn)代各種定位觀測(cè)手段中單點(diǎn)采樣精度最高的一種，是支持國(guó)際地球自轉(zhuǎn)與參考系服務(wù)(IERS)的技術(shù)手段之一。衛(wèi)星激光測(cè)距技術(shù)在如下應(yīng)用方面已經(jīng)取得了顯著的成就，具有廣闊的應(yīng)用前景。
精密測(cè)定激光衛(wèi)星的軌道
利用衛(wèi)星的激光觀測(cè)數(shù)據(jù)所確定的軌道精度，3天弧段可達(dá)1cm;對(duì)于徑向定軌精度可達(dá)到2～2.5cm。
精確測(cè)定地球引力場(chǎng)模型及其時(shí)變性
在研究地球質(zhì)心的位置變化過(guò)程中，激光技術(shù)測(cè)定了目前最準(zhǔn)確的地球引力常數(shù)GM，其測(cè)定值為：GM=398600.4415km3/s2;利用不同軌道傾角和高度的激光衛(wèi)星，精確測(cè)定了地球引力場(chǎng)模型，并且測(cè)定了地球引力場(chǎng)低階球諧系數(shù)的季節(jié)性變化;同時(shí)還得出了地球質(zhì)心位置的周期性變化，包括季節(jié)性和年際變化，最新的測(cè)定值為：J2=-2.6*10-11/年(歷元1986.0);地球引力場(chǎng)的變化反映了地球內(nèi)部及各圈層(包括海洋、大氣、地下水、冰層等)的復(fù)雜運(yùn)動(dòng)和相互作用過(guò)程，具有重要研究?jī)r(jià)值。
精確測(cè)定地球自轉(zhuǎn)參數(shù)
地球自轉(zhuǎn)參數(shù)(ERP)定義了地球旋轉(zhuǎn)軸和隨時(shí)間序列的定向運(yùn)動(dòng)以及在天球參考框架中的旋轉(zhuǎn)速度。地球自轉(zhuǎn)參數(shù)包括極移和日長(zhǎng)(LOD)變化。利用激光測(cè)虎技術(shù)測(cè)定的地球極移分量(XP，YP)精度目前已達(dá)到0.1～0.2mas;日長(zhǎng)(LOD)的測(cè)定精度目前已達(dá)到0.1ms。
監(jiān)測(cè)全球地殼板塊運(yùn)動(dòng)
利用激光長(zhǎng)期觀測(cè)數(shù)據(jù)可以精確地測(cè)定地面測(cè)站的地心坐標(biāo)，高精度測(cè)站坐標(biāo)的解算使得人們監(jiān)測(cè)板塊運(yùn)動(dòng)的愿望成為可能。利用激光測(cè)距技術(shù)獲得的數(shù)據(jù)，已經(jīng)估計(jì)了40多個(gè)測(cè)站的站速度和站間基線的變化率。如果測(cè)站位于板塊的剛性部分，則其站速度就代表了板塊運(yùn)動(dòng)。利用測(cè)站基線的變化率和站速度可以解算板塊間的相對(duì)運(yùn)動(dòng)。
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