[发明专利]高分辨率空间目标三维探测系统

权利要求书

1.一种高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，包括：

激光发射模块，用于发射固定频率激光脉冲，同时主波探测器产生脉冲信号；

光学接收模块，用于利用接收望远镜接收目标反射的回波信号；

回波调控系统，用于回波信号的时间/空间二维调制，根据调制策略生成随机散斑场；

回波探测模块，用于回波光子的探测，采用单光子探测器将入射的光信号生成电脉冲信号；

信号采集模块，用于采集及存储单帧散斑图及其对应的调制回波信号数据；

时间频率模块，用于记时产生脉冲发射信号和接收信号的时间；及

控制重构模块，用于根据所述信号采集模块采集的信息和所述时间频率模块记录的数据重构空间目标的图像信息，利用关联算法将调制后生成的散斑序列与单光子探测其探测的光强信号进行相关逆运算，获取空间目标多维信息，构出空间目标三维图像。

2.根据权利要求1所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述激光发射模块包括：

激光发射器，用于产生激光脉冲，脉冲经过光学接收模块的发射望远镜的反射和准直；

主波探测器，用于发射脉冲信号；及

空间分束器，用于分束回波信号。

3.根据权利要求2所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述光学接收模块包括：

发射望远镜，用于将激光脉冲发射到空间目标上；

接收望远镜，用于接收经过目标漫反射的回波光子信号，回波信号传输至所述空间分束器，进行信号分束；及

焦平面相机，用于接收空间分束反射的部分回波信号，并用于监视光尖。

4.根据权利要求3所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述回波调控系统包括：

空间光调制器，用于接收空间分束的部分回波信号，并通过所述空间光调制器的加载预制的驱动信号对回波信号的时间/空间二维调制。

5.根据权利要求4所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述回波探测模块包括：

透镜，用于透射经过所述空间光调制器后的反射信号；和

单光子探测器，用于接收透明汇聚的反射信号，记录目标的部分回波信号，产生电脉冲，通过鉴别器输出矩形脉冲，最后进入时间频率模块。

6.根据权利要求5所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述时间频率模块包括：

计时器，所述计时器分别与所述激光发射器、所述焦平面相机、所述空间光调制器及所述单光子探测器连接，用于记录所述激光发射器的发射时间；所述空间光调制器的帧同步信号输入到时间频率模块的时间间隔计数器，作为标记信号；所述单光子探测器的单帧散斑图对应的光子到达时间。

7.根据权利要求6所述的高分辨率空间目标三维探测系统，其特征在于，所述控制重构模块包括：

计算机，所述计算机分别与所述计时器、所述单光子探测器、所述空间光调制器连接，用于根据采集模块采集的数据和所述计时器记载的时间数据进行仪器指向误差修正、系统延时的校准、观测资料的预处理；统计单帧散斑图对应的回波信号并将二者进行相关逆运算重构出空间目标三维图像。