고정밀 진폭 변조 연속파 달 레이저 거리 측정

현재 달 레이저 거리 측정(LLR)은 밀리미터급 정밀도로 상대론적 중력 및 달 내부 구조를 탐사하지만, 광자 부족 펄스 시스템, 배열로 인한 펄스 확장, 대기 변동성으로 인해 추가적인 성능 향상에 제약이 있습니다. 본 논문은 고출력 진폭 변조 연속파(AM-CW) LLR을 위한 측정학 및 공분산 계층을 개발합니다. 이 연구는 RF-엔벨로프 위상 관측치, 다중 톤 모호성 제거, 거리 및 거리 변화율 추정기, 검출기 요구사항, 도플러 비회전, 관측 수준 공분산에 중점을 둡니다. GHz급 정밀 톤의 경우, 0.10mm의 광자 제한 거리 정밀도를 달성하려면 약 240의 SNRAM이 필요합니다. 1kW, 1064nm 송신기와 1-2m급 망원경을 사용하여 10cm 코너 큐브 역반사경으로 측정할 때, 일반적인 고출력 환경에서 100초 통합 시 광자 통계적 거리 오차는 0.08-0.14mm입니다. 전용 AM-CW 시스템에서는 (3-6) × 10^-5m, 광자가 풍부한 조건에서는 3 × 10^-5m에 달합니다. 유리한 조건에서 전용 관측소는 약 0.08mm의 절대 거리 정밀도에 도달할 수 있습니다. 1 µm/s 미만의 거리 변화율 정밀도는 수백 초의 통합 시간을 요구하며, 광자가 풍부한 조건에서만 더 짧은 시간으로 가능합니다. 인접한 달 반사체 간의 차등 LLR은 공통 모드 관측소 및 대기 오차를 억제하지만, 독립적인 광자 잡음은 억제하지 못합니다. 전용 AM-CW 시스템의 견고한 설계 대역은 약 45-90 µm이며, 광자가 풍부하고 시야가 좋은 조건에서는 약 35-60 µm입니다.