伪随机码与相干探测提升激光测距精度：8米目标11.8cm精准度

本文主要探讨的是基于伪随机码相位调制和相干探测的激光测距技术的研究。在现代远程精确测量领域，激光测距技术由于其高精度和非接触性，已经成为关键的技术手段。作者针对远距离高精度的需求，提出了一种创新的测距方法，该方法结合了伪随机码相位调制（PRM）和相干探测技术，旨在提高测量的稳定性和准确性。 PRM是一种广泛应用于通信和定位领域的编码方式，通过在信号中嵌入随机序列，使得接收端能够通过解码重构出发射端的信息。在激光测距中，这种技术可以用来编码时间或频率，使得接收端可以通过比较接收到的信号与预设的编码来计算距离。同时，相干探测则是利用激光的干涉性质，通过比较发射和接收光束的相位差来获取距离信息，这在长距离和低信号强度条件下具有优势。 在实验验证中，研究人员设定了一系列参数，如激光出射功率为2.0 mW，参考光功率为117.8 μW，调制速率为100 MHz，单周期内伪随机码序列长度为81.9 μs，望远镜接收口径为2 cm。在这些条件下，系统能够实现对8米处自由空间目标的测距精度达到11.8 cm，这证明了这种方法在实际应用中的有效性。 此外，文章还提到将实验结果扩展到星载条件下，与GLAS (Geoscience Laser Altimeter System) 这种空间激光测高系统进行了参数对比。GLAS通常在低峰值功率和长脉冲宽度的工作模式下运行，这有助于提高系统的重复频率探测能力，从而在卫星等空间环境中实现频繁的测量任务。 关键词包括“测量”、“激光测距”、“伪随机码”、“相位调制”、“相干探测”和“测距精度”，这些都是本文核心讨论的技术要点。这项研究不仅提升了激光测距技术的性能，而且对于精密工程、地理测量以及空间探测等领域具有重要的理论和实践意义，为未来高精度、远距离的测距技术发展提供了新的可能。