《表3 保证重复观测次数为25次时足印间距和大小以及重频率对应关系Tab.3 The correspondence between the spacing and size of the footpr

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《距离门宽度对单光子激光测高卫星探测概率及测距精度的影响》

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不同于ICESat-1的线性探测机制，ICESat-2搭载的单光子激光器具有高重频特性，发射频率高达10kHz，相邻足印间距为0.7m，但ICESat-2的激光光斑地面足印大小从原来设计的10m调整为17.5m，导致激光测高卫星对于相同点重复观测次数可以达到25次[21]。由于星载单光子激光器探测灵敏度高，受太阳光等背景噪声影响大，为保证测量的密度和精度，在兼顾光斑大小的情况下，尽可能提高重频次数是提高其测距精度的重要方式之一。笔者认为重复观测25次是在当前单光子技术条件限制下，NASA（National Aeronautics and Space Administration）官方针对ICESat-2选择的最优重复观测次数。根据ICESat-2的卫星轨道高度及卫星运行速度，如果要保持同一区域25次重复观测，重频率与激光足印大小及间距的定量化对应结果如表3所示。如果要求地面足印较小，则重复频率需大幅提高，对激光器的要求也会更苛刻，NASA最终选择了维持10kHz重频率、扩大足印直径到17.5m，但两者之间如何配比才能实现硬件复杂度与测量精度的最佳组合还有待继续探讨分析。