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《中国宇航学会深空探测技术专业委员会第八届学术年会论文集(下篇)》2011年
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用于星间激光测距的高精度相位计

梁浴榕  叶贤基  
【摘要】:重力场反演和气象实验GRACE(Gravity Recovery And Climate Experiments)采用全球卫星定位系统(GPS)定位和K波段微波测距,测量两颗在地球近极圆轨道上相距约220km的卫星间距变化,从而反演地球重力场信息。K波段微波测距精度约为10微米,利用比微波波长更短的激光将提高星间距测量的精度,并进一步提高全球重力场反演精度。由于卫星间的相对运动造成测量载波信号的多普勒频移(1m/s约对应1MHz的频率变化),常见的相位测量方法和精度已无法满足要求,因此我们研发了用于星间激光测距的FPGA(Field-Programmable Gate Array)数字式相位计,测量信号频率高达10MHz,实验得到相位测量幅度谱密度噪声为2×10~(-5) rad/Hz~(0.5)@0.1Hz。此高精度数字式相位计还可以用于未来的空间引力波探测计划。

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