实现功能：给月球画张全身像

　　嫦娥一号装配的激光高度计是由中科院上海技术物理研究所研制的，将承担中国首位“探月摄影师”之责，为世人拍下第一幅拥有较高精度的中国版全月地形图。

　　作为“嫦娥一号”最重要的载荷之一，这台激光高度计“身长”30厘米，“体重”15公斤，看上去像是一台放在铁盒子里的摄像机，但它“拍”的东西可不是平面影像，而是三维立体的。中科院上海技术物理研究所和上海光学精密机械研究所在以往科研基础上，仅用两年时间便按时交付这只“激光眼”。

　　“激光眼”的制图形式非同一般，不是靠成像，而是靠“秒表”。激光高度计会向月球不断发射和接收反射回来的激光，并不断精确计时。“嫦娥一号”有了它，就好似向月亮表面一个接一个派出“光速短跑队员”，这些“运动员”一触到月面就即刻原路返回；激光高度计根据其“跑步”成绩，就能实时计算出其所跑距离，从而分辨出月面哪高、哪低，哪是山脉、哪是盆地，最终得到各处的实际海拔，合成为一幅带有月球高程的完整地形图。

　　按计划，在“嫦娥一号”进入环月阶段后，激光高度计便开始工作，不论月球表面是白天还是黑夜，也不论卫星处于正飞还是侧飞，都将长期开机，在200公里轨道高度上，每隔一秒发射一束激光。就这样，“嫦娥”像绕绒线球一样，围着月亮转了一圈又一圈，留下一个个激光“足印”，把月表状况统统扫描下来。




相关知识

　　激光高度计的主要工作方式是利用计算发射和接收到激光的时间差来进行距离的测量。它以其高精确度、高分辨率和很好的独立性而得到科学家和工程师们的青睐，并被广泛地应用于遥感、航空航天等领域。

　　激光高度计可被安装于飞机、卫星等测试平台上。它主要由激光发射模块、激光接收模块和数据处理模块三部分组成。激光发射模块发射出的激光首先被打到地面、洋面上的冰块等探测目标上，然后被目标反射回飞机或卫星等测试平台上。激光接收模块接收到反射回来的光信号，并把它转换成为电信号。数据处理模块会精确地测量出从激光发射到激光高度计接收到激光的时间，而这段时间就是激光在大气中的传输时间，在这段时间内，激光行走的路程是高度计与探测目标间距离的两倍。

　　根据光在空气中的传播速度，可以计算出这个距离的大小。再根据激光高度计的空中高度，就可以最终得到探测目标的海拔高度。由于激光束具有较小的发散角，因此激光束打在目标上会形成较小的光斑直径，这使得激光高度计有很好的水平分辨率。如果我们高密度地获得探测点，就能够得到较精密的探测区域的地形图。

　　美国科学家们在第一代和第二代火星探测器上都采用了这种激光高度计来获得火星表面的地形分布图。下图是高度计在火星赤道上空测量获得的火星表面地形图。科学家们采用不同的颜色来标定不同的高度，火星表面的地貌就简洁形象地展现在我们面前。这无疑为人类探索宇宙提供了强有力的武器，也为火星探测器选定最佳着陆地点提供了有价值的资料。

　　在激光高度计对地球表面的探测领域中，美国科学家们也曾多次应用激光高度计来勘测地表的植被覆盖情况、海平面的高度等地表的物理特性，以及云层和空气中悬浮物质的光学厚度。通过安装在飞机或卫星上的激光高度计的帮助，人类将探索的触角伸向了地球的更深处。


[ 此贴被武侯在2007-11-06 01:42重新编辑 ]