1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650216
2 中国科学院大学, 北京 100049
大气湍流的倾斜扰动会导致光束在通过大气后到达角发生起伏。对于激光测距、激光导引星等应用场合，激光分别在发射和接收时两次通过了湍流大气。激光收发望远镜几何布局方式的不同会引起激光发射和接收光路中的倾斜相关性出现差异，最终影响接收望远镜探测到的激光到达角起伏。从激光收发望远镜布局的一般几何模型出发，利用Zernike 多项式波前展开，给出了受大气湍流影响的分离孔径倾斜相关函数。分析了收发共光路与非共光路情况下，不同的几何限制导致的光束到达角起伏相关性变化。最后，讨论了不同的激光收发望远镜的几何布局对接收望远镜探测到的光束到达角起伏的影响。
大气光学 到达角起伏 Zernike多项式 倾斜量 激光发射望远镜
1 中国科学院云南天文台, 云南 昆明 650011
2 中国科学院大学, 北京 100049
传统的激光导引星(LGS)由于激光发射与接收光路的限制，导致难以利用激光导引星来探测大气倾斜量变化。其中重要的一个解决方案就是利用辅助望远镜，从侧面对激光导引星进行探测，从观测到的激光导引星带状拖影中提取出大气倾斜信息。随着激光带拖影长度的增加，必然导致其出现非等晕现象。给出了激光导引星带状拖影上两球面波之间的Zernike多项式展开系数角度相关函数。从相关性的角度分析了导引星高度、大气湍流强度以及接收望远镜口径对激光导引星带状拖影的非等晕性的影响。此外，基于激光导引星倾斜探测方案的非等晕限制，给出了Na层激光导引星倾斜量探测方案中的辅助望远镜视场限制。
自适应光学 非等晕性 角度相关性 激光导引星 倾斜量 Zernike多项式
中国科学院国家天文台 云南天文台， 云南 昆明 650011
利用横向谱滤波方法，给出研究自适应光学非等晕性的一般关系式。在特殊场合，对这些一般关系式进行解析求解，获得与经典理论一致的结果。进一步定义了与自适应光学系统非等晕性有关的一些特征量。在一般应用场合，这些一般关系式只能求得数值解。以激光测月自适应光学系统为例，说明了所述一般关系式在研究自适应光学非等晕性问题方面的应用。
大气光学 自适应光学 大气湍流 非等晕性 横向功率谱方法
中国科学院国家天文台 云南天文台， 云南 昆明 650011
以强度起伏Gamma-Gamma分布模型为基础，研究月球激光测距自适应光学系统的回波统计性质。建立了包含整个测距光束传播过程的光场强度或回波光子数涨落的完全统计描述即概率密度函数的具体表达式。以此为基础，计算了一般条件和场景下激光测月的回波光子数平均值、起伏方差、概率密度函数、累积概率函数等一系列统计量，从而获得系统性能改善的基本的定量估计。
测量 大气湍流 月球激光测距 自适应光学 非等晕性
为了提高月球激光测距试验中的回波光子数,考虑将自适应光学技术应用于云南天文台1.2 m光学望远镜,以实时校正望远镜跟踪误差和由于大气湍流的影响而造成的到达月球表面的激光束的扩展与漂移效应。针对月面为低对比度扩展源的特点,利用互相关函数法及绝对差分算法对采集的月面图像进行了大气波前倾斜量的提取。模拟了未去除和去除大气波前倾斜量的月面长曝光图像,发现去除大气波前倾斜量后的图像对比度较未去除有了相应提高。研究表明:月球激光测距试验中,绝对差分算法更适合用来提取大气波前倾斜量。
自适应光学 算法分析 大气波前倾斜量 月面图像 月球激光测距 adaptive optics algorithm analysis atmospheric tip-tilt lunar surface images lunar laser ranging
中国科学院,国家天文台,云南天文台,昆明,650011
分析了云南天文台1.2 m望远镜61单元自适应光学系统上如果配置激光导引星,由信标上方以及信标下方采样不完整性造成的聚焦非等晕性误差大小.为了减小聚焦非等晕性误差,可以采用投射多重信标方法.同时讨论了多重信标方法造成的信标位置测量误差和圆锥倾斜误差两种额外误差,理论分析并数值模拟了当投2～5颗钠导星和瑞利导星时其误差大小.结果表明:随着导星高度以及导星数的增加,该方法可以有效地减小聚焦非等晕性误差,对于钠导星其误差小于1 rad2.
聚焦非等晕性 多重导星 信标位置测量误差 圆锥倾斜误差
