ПОСТРОЕНИЕ ТРЕХМЕРНОГО ОБРАЗА ИСКУССТВЕННОГО КОСМИЧЕСКОГО ОБЪЕКТА МЕТОДОМ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ

Предмет исследования. Разработан новый метод для построения «карты глубины» искусственного космического объекта. Проанализированы методы построения трехмерного образа искусственного космического объекта лазерным локатором и представлены основные результаты экспериментального исследования. За основу разработки взяты методы телевизионной локации. Первый метод разработан в «Научно-исследовательском институте телевидения» (Россия, Санкт-Петербург) и предложен П.С. Варгиным. Метод позволяет получить «карту глубины» удаленного искусственного космического объекта за двойное время пролета одного импульса света от точки наблюдения до объекта. Второй метод применяется в импульсной системе определения дальности и основан на работе flash-лидара. Система облучает интересующую область космического пространства, где предположительно находится объект наблюдения, отраженный сигнал от объекта сначала фиксируется фотодиодом и производится оценка дистанции до объекта. Затем по определенному количеству точек строится трехмерный образ объекта. Третий метод реализуется многоимпульсной системой телевизионного лазерного локатора и основан на использовании многоимпульсной подсветки для исследования объекта наблюдения. За счет этого удается существенно увеличить разрешение по глубине до 10–50 мм и уменьшить пиковую мощность излучения лазера. Метод. На основе существующих методов с целью увеличения энергии оптического сигнала предложен новый метод многоимпульсной подсветки искусственного космического объекта, основанный на использовании матрицы прибора с зарядовой связью в режиме сверхмалого времени накопления (до 200 нс). Метод дает возможность оперативного высокоточного измерения углового разрешения (0,25 угл.мин.), дальности до цели (100–2000 м) и построения «карты глубины». Основные результаты. Разработан макет лазерной системы, состоящий из телевизионной камеры на основе прибора с зарядовой связью с разрешением 752×582 пиксела и кадровой часто- той 50 Гц, а также лазерного диода с минимальной длительностью импульса 40 нс и частотой повторения импульсов 1 кГц. Управление и синхронизация лазера производится с помощью программируемой логической интегральной схемы, установленной в телевизионной камере, что обеспечивает синхронность работы камеры и излучающего лазера. Система позволяет реализовать взаимообменные соотношения точности измерения дистанции, угловое и временное разрешения. Моделирование показало, что погрешность измерений на малых дистанциях не превышает 20 мм, а на дистанции 2000 м не превышает 160 мм. Практическая значимость. Полученные результаты позволяют определить характеристики телевизионной лазерной системы, необходимые для решения задачи локации искусственных косми- ческих объектов на дальности от 100 до 2000 м. Анализ исследований показывает, что современные лазеры нацелены на работу в спектральном диапазоне 1,54–1,57 мкм, что значительно снижает коэффициент полезного действия теле- визионной лазерной системы от 2 до 10 раз. Для улучшения тактико-технических свойств в целях инспекции космоса необходимо реализовывать лазерные системы с длинами волн 0,86–1,06 мкм.