Zur Verbesserung der Präzision bei der Bahnbestimmung von Weltraumzielen und der Manövrierfähigkeit von Raumfahrzeugen wird eine Entwurfsmethode für ein optisches Laserdistanzmesssystem für Weltraumziele vorgeschlagen. Das entworfene nicht-koaxiale Laserdistanzmess-Optiksystem besteht aus dem Hauptoptiksystem und dem Laseraussendungssystem. Das Hauptoptiksystem verwendet eine Kassegrain-Struktur mit 700 mm Öffnung; nach der Erstabbildung erfolgt eine erneute Kollimation und spektrale Aufteilung zur separaten Realisierung der Zielüberwachungsbildgebung und der Empfangsfunktion des Echosignals. Das Zielüberwachungssystem arbeitet im Wellenlängenbereich von 1100 bis 1700 nm, mit einer Brennweite von 4200 mm und einem Sichtfeld von 0,168°, die Nyquist-Frequenz bei vollem Sichtfeld beträgt 33,3 lp/mm mit einem MTF von über 0,5; das Echosignal-Empfangssystem kollimiert und verengt das vom Hauptöffnung empfangene 1064 nm Licht zu einem parallelen Strahl mit 12 mm Durchmesser, der durch eine Linsengruppe auf eine 80 μm Zieloberfläche des Einzelfotonendetektors fokussiert wird, das System hat eine Brennweite von 500 mm, ein Sichtfeld von 0,01° und einen RMS-Strahlradius von weniger als 10 μm über das gesamte Sichtfeld. Das Laseraussendungssystem realisiert eine 18-fache Strahlerweiterung und -emission des 1064 nm Lasers durch ein zweistufiges Linsensystem und einen Kurts-Optikpfad. Das System erreichte erfolgreich eine effiziente Entfernungsmessung mit hoher Erfolgsrate für kooperative und nicht-kooperative Ziele, wobei die Messerfolgsrate in der Zielgruppe über 80% liegt.

Weltraumziele;Laserdistanzmessung;optisches System;Einzelfotonendetektor;Sichtfeld;Brennweite