地基觀月系統與激光通訊系統布局仿真及優化

唐章源，簡獻忠

(上海理工大學 光電與計算機工程學院,上海 200093)

地基可見光與紅外對月觀測系統(簡稱地基觀月系統)，在月球可見的情況下，通過望遠鏡收集月球輻射的能量匯聚到探測器表面，再對探測器接收到的能量進行處理分析，從而實現月球定標。得益于地球所有的坐標位置都可以觀測、雜散光較少和大氣影響較低等優點，月球作為定標源成為未來遙感的新方向[1]。地基觀月系統對環境的要求較高，布局地點一般選擇遠離城市的高山，保證周圍空氣較好、雜散光干擾較少等。地基激光通信系統與地基觀月系統建設所需的環境一致，使二者的合建布局成為可能。激光在大氣中傳輸時，與大氣分子、氣溶膠等發生相互作用會造成激光衰減、大氣吸收、激光散射等現象，直接影響激光設備和周圍其他載荷的工作性能[2]。國內外學者分別從不同的角度對1.06 μm和10.6 μm波長的激光散射進行深入的研究[3-9]。然而已有文獻主要研究了靜態情況下激光單次或多次散射后的光強分布情況，對動態情況下如何計算出激光散射強度分布涉及較少。

本文主要討論動態情況下激光散射強度分布，達到優化地基觀月系統和激光通信系統配置問題。首先采用STK軟件對地基觀月系統觀測月球和激光通訊系統與地球同步衛星進行通信的兩個過程進行仿真，獲得每分鐘對應的月球和地球同步衛星位置，分析得出觀月線與激光線在空間上存在相交；……