中国空间科学技术 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (5): 149-160.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0085
徐云飞1,蔡彪2,刘启海1,*,华宝成1,张运方1,钟俊1,黄弢1
XU Yunfei1 ,CAI Biao2 , LIU Qihai1,*, HUA Baocheng1, ZHANG Yunfang1, ZHONG Jun1, HUANG Tao1
摘要: 针对交会对接产品小型化轻量化需求,提出一种基于MEMS二维扫描驱动单元的激光雷达。为满足远距快速捕获稳定跟踪的指标要求,设计了光学系统以确定能量参数,设计了MEMS扫描驱动方式与搜捕方法,并设计了地面远距离搜捕验证试验。首先设计基于MEMS的激光雷达光学系统,根据空间合作目标回波能量模型分析确定30km级远距探测需求下光纤激光器、APD探测器、MEMS摆镜、光学收发系统及激光合作目标关键参数;其次设计MEMS单元的“李萨如”单帧扫描曲线与“回字形”多帧扫描搜捕策略;最后分析了地面条件下大气双程透过率对最远测距能力的影响,以及湍流大气下的光强起伏与光斑漂移效应对地面试验的影响范围,搭建地面远距离搜捕试验平台,设计地面静态威力试验和动态挂飞试验。在地面28.6km处,15s内快速捕获目标并满足±5(°)/s的动态性能。通过试验,验证了MEMS激光雷达的光学系统设计满足在轨30km级测距能力,搜捕策略设计满足快速捕获与稳定跟踪要求,为未来交会对接任务小型化轻量化激光雷达产品应用奠定基础。