空间目标激光测距技术及应用9787030482044 科学出版社 赵春梅 等 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2025

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赵春梅 等 著

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• 激光测距
• 空间目标
• 测距技术
• 科学出版社
• 赵春梅
• 光学工程
• 遥感
• 目标跟踪
• 空间技术
• 测量学

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出版社： 科学出版社

ISBN：9787030482044

商品编码：29453707651

包装：平装

出版时间：2016-05-01

图书基本信息
图书名称	空间目标激光测距技术及应用
作者	赵春梅 等
定价	78.00元
出版社	科学出版社
ISBN	9787030482044
出版日期	2016-05-01
字数
页码
版次	1
装帧	平装
开本
商品重量	0.4Kg

内容简介

本书全面系统地介绍了空间目标激光测距技术的基本原理、基本内容以及在相关领域的应用成果。书中的内容涉及到激光测距的理论基础、测距系统的基本组成和测距数据的采集与处理，结合作者多年的研究成果，详细阐述了观测数据的处理方法以及观测数据在地学、空间科学等领域的应用成果。本书首先简要介绍了卫星激光测距技术的产生、发展以及相关的国际组织机构，介绍了常用的坐标系统和时间系统。然后从激光测距的基本理论出发，论述了有关的探测概率，分析了测距过程中的误差源。在介绍测距系统基本组成的基础上，较为详细地介绍了系统中的激光发射技术、光电接收技术，介绍了测距控制技术以及数据预处理方法。并对激光测距的应用处理方法，包括计算模型、解算方法以及在地球动力学领域的应用成果也进行了较为详细的论述。后介绍了激光测距技术在空间碎片观测领域的应用方法与应用成果

作者简介

目录

编辑推荐

导语_点评_推荐词

文摘

序言

星辰的低语：探索宇宙的精密丈量 自古以来，人类仰望星空，对宇宙的浩瀚充满了无限的遐想与探求。从肉眼观测到望远镜的发明，我们一步步揭开了宇宙的面纱，但对于宇宙中文明以及我们自身在宇宙中的位置的认知，离不开对宇宙尺度及其精确测量的深刻理解。而精确测量，尤其是对遥远天体及其运动的精准把握，是天文学、航天科学乃至行星科学发展中不可或缺的基石。 在近代科学的浪潮中，光，作为宇宙中最快的信使，成为了丈量宇宙的最佳工具。光以其恒定的速度，跨越无垠的距离，将遥远天体的讯息传递给我们。而激光，作为一种高度聚焦、单色性极强、方向性好的相干光源，更是将这种丈量能力提升到了前所未有的精度。激光，以其锐利的光束，能够穿透太空的迷雾，精确地抵达目标，并以极快的速度反射回来，为我们提供宝贵的距离信息。 本书将深入探讨激光测距技术在空间目标探测与测量领域的应用。它不仅仅是对一项技术原理的阐述，更是对人类探索宇宙、认知自身、保障航天活动安全与效率的深度挖掘。从基础的光学原理到复杂的信号处理，从地面观测站的庞大设备到太空飞行器上的微型传感器，我们将全面审视这项技术的发展脉络、核心要素以及其广阔的应用前景。 第一部分：激光测距的技术基石 要理解激光测距的奥秘，首先需要扎实掌握其背后的科学原理。本部分将从最基本的物理概念入手，逐步深入到激光测距的核心技术。 光的本质与传播： 我们将回顾光的波动说和粒子说，理解光作为电磁波的特性，以及它在真空和介质中的传播方式。这将为理解激光的特性奠定基础。 激光的产生与特性： 激光，作为一种特殊的光源，其“受激发射”的产生机制是关键。我们将详细讲解激光器的类型、工作原理，以及其四大基本特性：单色性、相干性、方向性和高能量密度。这些特性是激光测距之所以能够实现高精度的根本原因。 测距原理的数学模型： 激光测距的核心在于测量光往返目标的时间。我们将建立基本的测距方程，推导光速与时间、距离之间的关系。在此基础上，我们将深入探讨影响测距精度的各种因素，例如激光脉冲的宽度、探测器的响应时间、大气扰动等，并介绍相应的误差分析与补偿方法。 关键技术组件： 激光测距系统并非孤立的技术，它需要一系列高精度组件的协同工作。我们将详细介绍激光发射器、光学系统（包括望远镜、反射镜等）、光电探测器（如光电倍增管、雪崩光电二极管等）、高精度计时设备以及数据处理单元。这些组件的性能直接决定了测距系统的精度和可靠性。 第二部分：空间目标激光测距的应用实践 激光测距技术并非实验室里的象牙塔，它早已在现实世界的各个角落，特别是浩瀚的太空领域，发挥着至关重要的作用。本部分将聚焦于激光测距在各类空间目标探测与测量中的实际应用。 对地观测与遥感： 地形测绘与数字高程模型（DEM）生成： 利用激光雷达（LiDAR）扫描技术，可以精确测量地表的三维坐标，生成高精度的DEM，为地理信息系统（GIS）、城市规划、地质勘探等提供基础数据。 植被监测与森林资源调查： LiDAR能够穿透植被冠层，测量树高、冠幅、叶面积指数等参数，为森林资源管理、生态环境监测提供关键信息。 水文监测与海岸线测量： LiDAR可用于测量河流、湖泊、湿地的水深，以及海岸线的变化，对于防洪减灾、环境保护具有重要意义。 城市精细化测绘： 在城市环境中，LiDAR可以快速获取建筑物、道路、桥梁等精细的三维信息，为智慧城市建设、数字孪生城市提供数据支持。 近地空间目标监测与管理： 空间碎片监测与预警： 随着太空活动的日益频繁，空间碎片已成为对在轨航天器构成严重威胁。激光测距系统可以探测和跟踪这些碎片，为避免碰撞提供预警信息。 在轨卫星测量与编目： 精确测量在轨卫星的位置和轨道参数，对于轨道管理、星座协同、空间交通管理至关重要。激光测距能够提供比传统雷达更精确的测量数据。 航天器交会对接与避碰： 在空间站的建设、载人飞船的对接过程中，激光测距系统扮演着“眼睛”的角色，提供精准的距离和相对速度信息，确保安全、平稳的对接。对于可能发生的碰撞，也能进行及时的预警和规避。 地月空间探测与测量： 月球激光测距（LLR）： 自上世纪60年代末以来，通过向月球表面部署的反射镜发射激光并接收反射信号，科学家们能够以前所未有的精度测量地月距离。LLR数据不仅为研究月球的地质构造、潮汐效应提供了宝贵信息，还验证了广义相对论等重要物理理论。 月球资源勘探与科学探测： 未来，激光测距技术有望在月球着陆器的导航、月球探测车的路径规划以及月球科学仪器的部署等方面发挥作用。 深空探测与行星科学： 行星表面地形测绘： 在行星探测任务中，激光测距探测器可以对探测器着陆区域或飞行路径上的行星表面进行高精度地形扫描，绘制出详细的地形图，为科学研究和未来着陆任务提供支持。 小行星和彗星探测： 对于飞掠或近距离探测小行星和彗星的任务，激光测距能够精确测量其大小、形状、自转等参数，为理解太阳系早期演化提供线索。 系外行星探测的辅助手段： 虽然直接对系外行星进行激光测距仍面临巨大挑战，但相关技术的发展，例如能够探测系外行星大气成分的激光光谱技术，为未来搜寻和研究系外生命提供了新的可能性。 第三部分：前沿发展与未来展望 激光测距技术并非一成不变，它正随着科技的进步不断演进，并在各个应用领域展现出更加激动人心的潜力。 超高精度与超长距离测量： 随着激光器性能的提升、探测器灵敏度的增加以及先进信号处理算法的开发，激光测距的精度正不断刷新纪录。未来，我们有望实现对更远距离、更微小目标的精准测量。 小型化与集成化： 致力于将激光测距系统做得更小、更轻、更节能，使其能够集成到更多平台，如无人机、小型卫星、甚至便携式设备中，从而拓展其应用场景。 多波段与多功能融合： 结合不同波长的激光，实现对目标更丰富信息的获取，例如通过光谱分析来识别目标材质。将激光测距与其他传感技术（如光学相机、雷达）融合，形成更强大的综合探测能力。 智能与自主化： 利用人工智能和机器学习技术，实现激光测距系统的自主目标识别、跟踪和数据分析，减轻操作人员的负担，提高任务效率。 新型应用领域的拓展： 除了传统的航天和遥感领域，激光测距技术在自动驾驶、机器人导航、工业制造、生物医学等领域的应用也日益受到关注，展现出巨大的发展潜力。 本书旨在为读者提供一个全面、深入了解空间目标激光测距技术及其应用的平台。无论是对天文学、空间科学感兴趣的学生，还是从事相关领域研究的科研人员，抑或是对前沿科技充满好奇的读者，都能从中获得启发和收获。通过对这项精密丈量宇宙技术的探索，我们不仅能更深刻地认识宇宙的尺度与奥秘，更能为人类探索更广阔的未知领域，以及更安全、高效地利用太空资源奠定坚实的基础。

评分☆☆☆☆☆

我是一名对空间科学充满好奇的爱好者，被这本书的书名深深吸引。虽然我没有专业的科研背景，但这本书用相对易懂的语言，向我揭示了激光如何在太空中测量物体的距离。我学到了激光是如何被发射出去，然后碰到卫星或者空间站，再反射回来，通过测量往返时间就能计算出距离。书中还提到了大气层对激光信号的影响，以及科学家们如何克服这些困难，确保测量结果的准确。我印象最深的是关于空间碎片监测的部分，了解到激光测距技术在识别和追踪这些潜在危险物方面起着至关重要的作用，这让我对这项技术有了更深刻的敬畏之情。这本书虽然涉及技术细节，但整体的科普性很强，让我对前沿科技有了全新的认识。

评分☆☆☆☆☆

作为一名资深的光学工程师，我一直在寻找能够深化我对激光测距系统理解的权威著作。这本书恰恰满足了我的需求。它在理论阐述上丝毫不含糊，深入探讨了激光脉冲在复杂空间环境中的传播动力学，以及回波信号的统计特性。书中关于非线性光学效应、高斯光束传播的详细推导，以及对不同调制方式（如直接调制、外调制）的优劣分析，都展现了作者深厚的理论功底。更让我惊喜的是，作者还对激光测距的误差源进行了详尽的分类和量化分析，包括系统误差、环境误差和目标误差，并提出了相应的误差抑制和补偿方法。这对于需要进行高精度测量和数据分析的工程师来说，价值巨大。整本书的逻辑严谨，论证充分，是我案头的常备工具书。

评分☆☆☆☆☆

这本书的深度和广度令人印象深刻，它不仅涵盖了空间目标激光测距的核心技术，还将这一技术置于更广阔的航天工程和国防安全背景下进行阐述。作者详细分析了不同类型空间目标的激光回波特征，以及如何根据这些特征选择合适的测距策略和处理方法。对于那些致力于高精度轨道测量、空间碎片监测、卫星在轨服务等前沿领域的科研人员来说，这本书无疑是一份宝贵的参考资料。我特别喜欢其中关于主动光学和自适应光学在激光测距中应用的讨论，这为克服大气湍流效应提供了新的视角。书中对各种探测器（如APD、SPAD、PMT）的性能比较和选择依据的分析，也极具指导意义，让我对如何根据具体任务需求选择合适的硬件有了更清晰的判断。

评分☆☆☆☆☆

这本书的实用性体现在它对实际工程问题的关注。我是一名在测控领域工作的工程师，经常需要处理各种复杂的测距任务。书中对不同应用场景下激光测距系统设计的考量，如近距离精确测量与远距离粗略定位的差异，以及针对不同目标的测距策略，都提供了宝贵的实践经验。特别是在目标识别与跟踪方面，书中介绍的基于回波信号特征分析的方法，以及如何利用多普勒效应来辅助目标识别，都极大地拓宽了我的思路。此外，作者对激光安全、光电探测器寿命以及系统可靠性等工程实践中不可忽视的因素的论述，也体现了作者对整个技术体系的全面把握。这本书不仅是理论的总结，更是一份操作手册，指导我们如何将激光测距技术有效地应用于实际的航天工程中。

评分☆☆☆☆☆

这是一本非常实用的指南，尤其适合那些刚刚接触空间目标激光测距领域的研究生和初级工程师。它以一种非常友好的方式，循序渐进地介绍了激光测距的基本原理，从光的基本性质讲到脉冲激光的产生、传播和接收，再到关键的信号处理技术，如阈值检测、滤波算法等。书中用了很多图示和简洁的数学模型，帮助我这个初学者快速理解抽象的概念。我尤其欣赏的是，作者并没有止步于理论，而是花了相当大的篇幅介绍了实际应用中的挑战，比如大气衰减、目标散射特性、探测器噪声等，并给出了相应的解决方案和优化思路。读完前几章，我感觉自己对激光测距系统的设计和性能评估有了一个初步但清晰的认识，这为我后续深入研究打下了坚实的基础。书中的案例分析也很有启发性，让我看到了理论知识如何转化为实际工程应用，激发了我探索更多可能性的兴趣。