[发明专利]一种基于双光梳测距的大动态范围基线测量系统及方法

权利要求书

1.一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：包括第一飞秒光梳GS1、第二飞秒光梳GS2、第一分光镜BS1、第二分光镜BS2、第三分光镜BS3、跟踪转镜ZJ、CCD、参考臂靶标KJZ、测量臂靶标LJZ、第一光电接收系统、第二光电接收系统、第三光电接收系统、第四光电接收系统、第五光电接收系统；第一飞秒光梳GS1通过内部的分束器分成五路，再经过准直器发出五路准直光束至第一分光镜BS1后分为两个方向，反射光经过参考臂靶标KJZ反射回第一分光镜BS1形成参考反射光；透射光经第二分光镜BS2透射至跟踪转镜ZJ，再折转至测量臂靶标LJZ，经测量臂靶标LJZ反射回第二分光镜BS2后分为两个方向，反射光送至CCD进行成像，透射光返回至第一分光镜BS1，与参考反射光合束后形成测量光脉冲送至第三分光镜BS3；CCD内部计算得到测量目标的横向位移及俯仰角，同时计算得到跟踪转镜的跟踪转角，控制伺服机构调整跟踪转镜ZJ转动并跟踪测量目标；第二飞秒光梳GS2通过内部的分束器分成五路，再经过准直器发出五路准直光束至第三分光镜BS3形成本振光脉冲；在第三分光镜BS3上测量光脉冲与本振光脉冲合光后，分别进入第一光电接收系统、第二光电接收系统、第三光电接收系统、第四光电接收系统、第五光电接收系统；第一光电接收系统计算得到测量目标的轴向位移，第二光电接收系统、第三光电接收系统、第四光电接收系统、第五光电接收系统计算得到偏航角和滚转角。

2.根据权利要求1所述的一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：所述第一光电接收系统包括沿光路方向依次放置的第一凸透镜L1和第一光电探测器PD1；

所述第二光电接收系统包括沿光路方向依次放置的平面镜M2、第二凸透镜L2、第二光电探测器PD2；

第三光电接收系统包括沿光路方向依次放置的平面镜M3、第三凸透镜L3和第三光电探测器PD3；

第四光电接收系统包括沿光路方向依次放置的平面镜M4、第四凸透镜L4和第一光电探测器PD4；

第五光电接收系统包括沿光路方向依次放置的平面镜M5、第五凸透镜L5和第一光电探测器PD5。

3.根据权利要求1所述的一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：所述测量臂靶标LJZ包括五个角锥LJZ1～5，所述角锥LJZ1位于中心位置，角锥LJZ2～5环绕角锥LJZ1在四个象限两两对称排列。

4.根据权利要求3所述的一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：所述角锥LJZ2～5的放置位置满足：d＝d₀+2*L*tanθ，其中，d为测量臂靶标LJZ构成四边形的边长，d₀为五路光线从跟踪转镜ZJ出射时的初始间距，θ为五路光线从跟踪转镜ZJ出射时周围四路光线相对中心光线的倾角，L为测量臂靶标LJZ相对跟踪转镜ZJ的初始距离。

5.根据权利要求1所述的一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：所述参考臂靶标KJZ包括五个角锥KJZ1～5，所述角锥KJZ1位于中心位置，KJZ2～5环绕角锥KJZ1在四个象限两两对称排列。

6.根据权利要求5所述的一种基于双光梳测距的大动态范围高精度基线测量系统，其特征在于：所述角锥KJZ2～5的放置位置满足d'＝d₀'+2*l*tanθ，其中，d'为参考臂靶标KJZ构成四边形的边长，d₀'为五路光线从第一分光镜BS1反射时的初始间距，θ为五路光线中周围四路光线相对中心光线的倾角，l为参考臂靶标KJZ相对第一分光镜BS1的距离。