1.一种采用中继光放大的激光测距合作目标装置,其特征在于,该装置包括测距站和被测合作目标装置,测距站的信息处理及控制中心(1-6) 根据被测合作目标方位信息控制捕获、对准及跟踪机构(1-5)调整光学天线(1-3)方向,使其指向被测合作目标,同时启动激光器(1-1)向被测合作目标发射光束;信息处理及控制中心(1-6)控制捕获、对准及跟踪机构(1-5)在水平及俯仰两个方向进行扫描,使发射光束能正确指向被测合作目标;被测合作目标装置的信息处理及控制中心(2-10)通过粗瞄机构(2-9)调整光学天线(2-1)的指向,使测距站进入图像传感器(2-8)视场内;分光镜(2-2)将测距站入射到被测合作目标上的入射光束分束成信标激光和测距激光,其中信标激光送图像传感器(2-8)形成激光光斑信号,信息处理及控制中心(2-10)根据激光光斑信号获知测距站的准确方位,根据方位信息控制粗瞄机构(2-9),使光学天线(2-1)准确指向测距站,由分光镜(2-2)分束的测距激光经过空间光到光波导耦合模块(2-4)耦合进光波导(2-5)中,再经光放大器(2-6)将光信号放大,放大后的光信号经过返回光束瞄准模块(2-7)及入射/返回光合路器(2-3),与入射光束合路后,由分光镜(2-2)分束,一部分作为返回光束,沿与入射光束相反的方向返回到测距站,另一部分经过快门(2-11)及角锥棱镜(2-12)后,返回到图像传感器(2-8)上成像,该成像信息经过信息处理及控制中心(2-10)处理后,被测合作目标获知返回光束的实际指向,根据此方位信息,控制返回光束瞄准模块(2-7)使返回光束准确地指向测距站。
2.根据权利要求1所述的激光测距合作目标装置,其特征在于,测距站与被测合作目标采用有源合作;在被测合作目标上对测距站发出的测距激光进行光波导耦合及放大。
3.根据权利要求1所述的激光测距合作目标装置,其特征在于,光放大器采用稀土掺杂光纤放大器、拉曼光纤放大器或半导体光放大器。
4.根据权利要求1所述的激光测距合作目标装置,其特征在于,用于接收空间光的光波导(2-5)采用单模光纤或与半导体放大器匹配的条形波导。
5.根据权利要求1所述的激光测距合作目标装置,其特征在于,光放大器采用多个光放大器的级联。
6.一种采用中继光放大的合作目标激光测距方法,其特征是,包含如下步骤:
1)测距站及被测合作目标根据轨道预报或星历表获得对方的大致方位,并将各自的光学天线指向对方;
2)测距站发出发射光束,并在水平及俯仰两个方向上扫描,发射光束正确指向被测合作目标,使测距站进入被测合作目标图像传感器(2-8)的视场内;
3)被测合作目标分光镜(2-2)将测距站入射到被测合作目标上的入射光束分束成信标激光和测距激光,其中,信标激光送图像传感器(2-8)形成激光光斑信号,信息处理及控制中心(2-10)根据激光光斑信号获知测距站的准确方位;
4)被测合作目标根据方位信息控制粗瞄机构(2-9),使光学天线(2-1)准确指向测距站,由分光镜(2-2)分束的测距激光经过空间光到光波导耦合模块(2-4)耦合进光波导(2-5)中,再经光放大器(2-6)将光信号放大,放大后的光信号经过返回光束瞄准模块(2-7)及入射/返回光合路器(2-3),与入射光束合路后,由分光镜(2-2)分束,一部分作为返回光束,沿与入射光束相反的方向返回到测距站,另一部分经过快门(2-11)及角锥棱镜(2-12)后,返回到图像传感器(2-8)上成像,该成像信息经过信息处理及控制中心(2-10)处理后,被测合作目标获知返回光束的实际指向,根据此方位信息,控制返回光束瞄准模块(2-7)使返回光束准确地指向测距站。
7.根据权利要求6所述的合作目标激光测距方法,其特征在于,信息处理及控制中心(2-10)按高频章动模式驱动快速偏转镜(3-1),经过光耦合器(3-2)分出二部分光,一部分光作为反馈控制信号调整快速偏转镜(3-1)的章动规律,另一部分光作为返回光信号。
8.根据权利要求6所述的合作目标激光测距方法,其特征在于,被测合作目标中信息处理及控制中心(2-10)对光放大器(2-6)的泵浦功率进行控制,降低光放大器(2-6)中折射率波动引起的测量误差。
9.根据权利要求6所述的合作目标激光测距方法,其特征在于,返回光束瞄准模块(2-7)补偿测距站与被测合作目标之间的相对角运动。