嫦娥三号激光三维成像系统全链路误差分析与仿真
Full Link Error Analysis and Simulation of Chang'e-3 Laser Three-dimensional Imaging System
投稿时间:2018-09-13  修订日期:2019-04-22
DOI:10.11908/j.issn.0253-374x.2019.06.017     稿件编号:    中图分类号:TU196
 

 中文关键词:嫦娥三号  多波束激光成像  全链路  误差分解  仿真

 英文关键词:Chang’e-3  multi-beam laser imaging  full-link  error analysis  simulation

 
作者单位
栾奎峰 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092上海海洋大学 海洋科学学院上海 201306中国科学院 上海技术物理研究所上海 200083 
童小华 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092 
舒嵘 中国科学院 上海技术物理研究所上海 200083 
刘世杰 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092 
徐卫明 中国科学院 上海技术物理研究所上海 200083 
谢欢 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092 
刘向锋 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092中国科学院 上海技术物理研究所上海 200083 
金雁敏 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092 
陈鹏 同济大学 测绘与地理信息学院上海 200092 
王凤香 中国科学院 上海技术物理研究所上海 200083 
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中文摘要
      针对嫦娥三号激光三维成像系统的单脉冲激光发射、多元探测器并行接收的二维振镜摆扫复杂结构的误差分析与控制问题,提出一种多元激光成像系统的全链路误差分析与仿真方法,建立了测距链路系统性误差因素、测距链路偶然性误差因素和振镜测角链路等成像全链路的误差模型.同时针对嫦娥工程激光精避障探测20 cm的测距精度要求,实现了其成像链路中系统误差参数项和随机误差参数项对成像质量影响的仿真与误差分解.结果表明,测距固定延时误差、振镜编码器误差、视准轴误差和水平轴误差等因素是影响激光三维成像精度的主要系统因素,并对不同误差因素提出了有效的控制方法.
英文摘要
      To analyze and control the errors from the single-pulse laser emitted and the multi-beam detectors parallel received, two-dimensional galvanometer sweeping structure of laser three-dimensional imaging system (LTIS) in Chang’e-3, this paper proposed a novel full-link error analysis and simulation method for multi-channel LTIS in which different aspects are considered, including the ranging link error term of multi-beam range channels (systematic and random) and the angular link error term of the two-dimensional galvanometer. Meanwhile, the error decomposition and simulation procedures of systematic/random error parameter items in the full-link LTIS are conducted to satisfy the accuracy requirement of 20 cm for hazard detection and avoidance in Chang’E-3. The experimental results show that errors in the fixed delay, galvanometer encoder, collimation axis and in horizontal axis have the greatest impact on the accuracy of LTIS. Furthermore, different solutions are designed to control these error factors effectively in the proposed manuscript.
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