激光技术在人造卫星轨道测定中的应用

"确定人造卫星轨道的激光实验" 激光技术在人造卫星轨道测定中的应用始于20世纪60年代，这一创新是由普洛特金（H.H.Plotkin）在1963年的第三次国际量子电子学会议上提出的。这一概念在1964年得以实践，当时美国的"探索者22号"（S-66）卫星搭载了反光镜，成为首个被激光追踪的卫星。在很短的时间内，包括NASA的科研人员、通用电气公司的工程师，以及法国科学研究中心航空服务部的研究员，都成功记录到了卫星反射回来的激光光电回波。这一突破性的实验不仅验证了激光追踪卫星的可行性，还产生了实际的图像证据，例如美国空军剑桥研究实验室的R.L. Iliff获取的反射光束照片。 1965年，得益于通用电气公司的支持，美国史密森天体物理天文台进行了首次成功的激光测距实验，获取了照片和光电数据。这个过程中，史密森天体物理天文台建立了一个全球性的卫星追踪网络，包含12个分布在各大洲及太平洋岛屿的观测站。每个站都配备了贝克-纳恩照相机，这是一种专为卫星追踪设计的设备，配备0.5米f/1.0的施密特光学系统，能够拍摄日间卫星的影像，其胶片灵敏度可扩展至红宝石激光波长6,900埃以上，从而实现高精度的卫星定位。 观测站使用的精确时钟与晶体控制的振荡器结合，用于记录观测时间，以精确计算卫星轨道，这些数据对大地测量和高层大气研究具有重要意义。然而，传统的贝克-纳恩照相机在卫星进入地球阴影区时无法工作，此时激光测距技术就发挥了作用。激光器可以测量卫星与地面站之间的距离，即使在无光照的情况下，与照相机协同工作，确保了全天候的卫星追踪能力。 激光在卫星追踪中的应用极大地提高了轨道测定的精度，它与贝克-纳恩照相机一起，构成了一个全面的追踪系统。通过激光测距，即便在地球阴影下，也能获取卫星的位置信息，这在以前是无法实现的。这种技术的出现，不仅推动了空间科学研究的进步，也为地球科学和导航系统的发展奠定了基础。