[发明专利]用于探测空间碎片的激光雷达系统及空间碎片探测方法

说明书

本发明涉及激光雷达探测技术领域，特别涉及一种用于探测空间碎片的激光雷达系统及空间碎片探测方法。其中，系统包括：激光发射模块、转镜组件、共用光路、回波接收模块和控制分系统；激光发射模块，用于发射对应波长的偏振光；转镜组件设置在激光发射模块、回波接收模块与共用光路之间，用于在发射状态时，移动至第一目标位置使激光发射模块发射的偏振光直接发射至共用光路，在接收状态时，转镜组件移动至第二目标位置，以将共用光路接收的目标回波反射至回波接收模块，以实现光路切换；控制分系统根据目标回波的接收时间和偏振光的发射时间实现远距离目标空间碎片的测距，以及根据目标回波在不同偏振态下的回波强度，识别目标空间碎片的材质。

技术领域

本发明实施例涉及激光雷达探测技术领域，特别涉及一种用于探测空间碎片的激光雷达系统及空间碎片探测方法。

背景技术

随着人类对太空的探索，越来越多失效航天器、火箭残骸、操作性碎片、解体碎片等空间碎片残留在太空，并逐渐开始威胁和影响到人类的空间活动。

现有的用于探测空间碎片的激光雷达系统多采用激光脉冲，然而激光脉冲主要是用于测距，面对极远距离下大气层的干扰，探测精度还有待提高，并且也很难做到对空间碎片的识别，因而，现有的用于探测空间碎片的激光雷达系统无法满足对空间碎片的探测需求。

因此，亟需一种新的用于探测空间碎片的激光雷达系统。

发明内容

为了解决现有的用于探测空间碎片的激光雷达系统无法满足对空间碎片的探测需求的问题，本发明实施例提供了一种用于探测空间碎片的激光雷达系统及空间碎片探测方法。

第一方面，本发明实施例提供了一种用于探测空间碎片的激光雷达系统，包括：激光发射模块、转镜组件、共用光路、回波接收模块和控制分系统；

所述激光发射模块，设置在所述转镜组件的第一端，所述激光发射模块用于发射第一波长的不同偏振方向及偏振态的偏振光或第二波长的不同偏振方向及偏振态的偏振光；其中，所述第二波长小于所述第一波长；

所述转镜组件，设置在所述激光发射模块、所述回波接收模块与所述共用光路之间，所述转镜组件用于在发射状态时，移动至第一目标位置使所述激光发射模块发射的偏振光直接发射至所述共用光路，在接收状态时，所述转镜组件移动至第二目标位置，以将所述共用光路接收的目标回波反射至所述回波接收模块，以实现收发状态转换的光路切换；

所述共用光路，设置在所述转镜组件的第二端，所述共用光路用于在发射状态时，将所述偏振光发射至目标空间碎片，在接收状态时，接收所述目标空间碎片反射的目标回波；

所述回波接收模块，设置在所述转镜组件的第三端，所述回波接收模块用于接收所述目标回波，并探测出所述目标回波在不同偏振态下的回波强度；

所述控制分系统分别与所述激光发射模块、所述转镜组件、所述共用光路和所述回波接收模块电连接，所述控制分系统用于控制所述激光发射模块、所述转镜组件、所述共用光路和所述回波接收模块的工作状态，并接收所述回波接收模块探测的得到所述目标回波在不同偏振态下的回波强度，以根据所述目标回波的接收时间和所述偏振光的发射时间确定所述目标空间碎片的距离，以及根据所述目标回波在不同偏振态下的回波强度，识别所述目标空间碎片的材质。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于本说明书任一实施例所述系统的空间碎片探测方法，包括：

当转镜组件移动至第一目标位置时，控制分系统控制激光发射模块发射对应波长的不同偏振方向及偏振态的偏振光；

对应波长的双点高反射镜将所述偏振光直接反射至共用光路，以利用所述共用光路将所述偏振光发射至目标空间碎片；

利用所述共用光路接收所述目标空间碎片反射的目标回波；其中，所述目标回波的波长与所述偏振光的波长相同；