具体描述
原子氧是低地球轨道环境中含量最高、最具有活性的大气组分，会引起航天器材料的剥蚀和性能退化，因此开展原子氧效应的研究，对航天器的高可靠性和长寿命具有重要的意义。
本书是作者10多年来科研工作的总结。全书共分为6章，重点介绍了原子氧的形成、原子氧对航天器的影响及国内外的研究概况；地面模拟试验设备的分类和热阴极灯丝放电表面多极磁场约束型等离子体设备的介绍；空间常用材料和部件的原子氧剥蚀效应及其与紫外辐射复合效应的地面模拟试验，并分析了材料的变化现象、性能退化规律和剥蚀机理；空间轨道环境和地面模拟试验设备中原子氧通量的计算和测量方法等。
本书内容系统全面，工程实用性强，反映了当前空间环境原子氧效应研究的最新进展和成果，可以为航天器的设计、选材和寿命评估提供指导，对未来我国航天器相关设计规范的制定、抗原子氧剥蚀技术的选择、多因素综合效应的研究，也具有参考价值。
本书适用于航天工程的设计人员、使用人员和管理人员，也可以作为相关院校师生的参考书。
好的，这是一份关于一本名为《高精度激光雷达系统的设计与应用》的图书的详细简介，内容完全独立于您提到的那本书。 --- 《高精度激光雷达系统的设计与应用》图书简介 导言：通往精确感知世界的钥匙 在当今快速发展的技术领域中，精确的环境感知能力是实现自主导航、三维测绘、机器人技术乃至地质勘探等前沿应用的核心。激光雷达（LiDAR）技术，凭借其主动探测、高精度、高分辨率的特性，正日益成为构建这些智能系统的基石。 《高精度激光雷达系统的设计与应用》一书，深入剖析了现代高精度激光雷达从理论基础、关键技术突破到工程化实现的全过程。本书旨在为从事传感器研发、系统集成、数据处理及应用开发的工程师、研究人员和高级学生提供一本全面、深入且具有实践指导意义的参考手册。它不仅仅是一本技术汇编，更是一份引导读者掌握构建下一代高精度测距与成像系统的蓝图。 第一部分：激光雷达系统的基础理论与核心原理 本部分是理解和设计高精度系统的理论基石。 第一章：激光测距的基本物理机制 详细阐述了激光雷达测距的四大基本原理：脉冲飞行时间法（Time-of-Flight, ToF）、相位差测量法、调频连续波（FMCW）法以及直接探测与相干探测的区别。重点分析了不同测距方法在精度、测程和抗干扰能力方面的权衡取舍。特别探讨了如何通过优化光电探测器的响应特性和信号处理算法，将测距精度从厘米级提升至毫米级。 第二章：高精度激光器的选择与特性 高精度系统的起点是高质量的光源。本章详细比较了固体激光器、半导体激光器（如VCSELs）和光纤激光器在脉冲宽度、重复频率、波长稳定性和光束质量方面的性能差异。深入探讨了如何通过精确控制激光器的驱动电流和温度，实现光束参数的动态稳定，这对远程高精度测量至关重要。 第三章：光学系统设计与杂散光抑制 光学系统决定了激光雷达的接收效率和角分辨率。本章聚焦于高级光学设计，包括扫描机制（如机械式、混合固态OPA、微振镜MEMS）的动态特性分析。详细介绍了如何运用几何光学和物理光学原理，设计高效的接收望远镜和发射准直系统。此外，篇幅重点阐述了在复杂环境中（如强太阳光、多路径效应）中，通过多级滤波、消杂光腔体设计和时域门控技术，将系统噪声降至最低的技术策略。 第二部分：信号处理与数据获取的精度保障 高精度不仅仅依赖硬件，更依赖于对采集到的信号进行智慧的处理。 第四章：高精度时间测量技术 时间精度是决定ToF-LiDAR精度的最直接因素。本章深入讲解了超高速采样技术、时间数字转换器（TDC）的架构及其误差来源分析。内容涵盖了基于FPGA的高精度时间测量单元（HTMU）的设计，包括对时钟抖动（Jitter）的量化分析和补偿，以及如何实现纳秒级甚至皮秒级的相对时间测量。 第五章：接收机前端与低噪声放大 阐述了雪崩光电二极管（APD）、硅光电倍增管（SiPM）以及高速PIN二极管在不同应用场景下的适用性。重点解析了低噪声放大器（LNA）的设计，包括跨阻放大（TIA）电路的带宽、增益平坦度和噪声系数优化，以确保在微弱回波信号条件下仍能提取出清晰的信号特征。 第六章：点云数据后处理与误差校准 本章关注数据层面的精度提升。讨论了点云数据的时间同步与空间配准技术，包括利用高精度惯性测量单元（IMU）和全球导航卫星系统（GNSS）进行外部激励的补偿。详细介绍了系统内部误差（如温度漂移、装配误差）的建模与在线校准方法，特别是如何利用平面反射器进行系统级的时间延迟和相位补偿，以实现对测量偏差的动态消除。 第三部分：前沿技术与应用集成 本部分展望了高精度激光雷达在面向未来挑战中的发展方向。 第七章：FMCW激光雷达的相干检测技术 作为下一代高精度系统的代表，FMCW LiDAR的原理被详细剖析。内容包括激光器频率调制曲线的设计、异或混频（Heterodyne Mixing）的实现、以及如何从混频信号中精确提取距离和速度信息。重点讨论了FMCW技术在消除串扰和应对环境光干扰方面的优势，以及在提取微小形变信息方面的潜力。 第八章：固态化与微型化设计 随着无人系统对尺寸、重量和功耗（SWaP）的要求日益提高，固态化成为必然趋势。本章探讨了基于二维材料（如石墨烯）光电探测器的潜力，以及微机电系统（MEMS）扫描器和光束转向器件的最新进展。分析了在微型化过程中，如何维持光学性能和散热设计的平衡，以保证系统在高功率密度下的长期可靠性。 第九章：高精度激光雷达在关键领域的应用案例 本书的最后一部分，通过具体的工程案例，展示了高精度激光雷达的实际价值： 1. 毫米级形变监测系统： 介绍如何利用远程脉冲激光雷达监测桥梁、大坝的微小结构形变，以及数据采集与预警阈值的设定。 2. 工业自动化与精密装配： 展示高精度LiDAR在生产线上的实时三维检测、缺陷识别与机器人末端引导中的应用，强调其在亚毫米级定位中的表现。 3. 自动驾驶的精度边界： 分析在特定场景下（如隧道入口、雨雪天气），高精度LiDAR如何补充传统传感器，提升决策规划的安全性与鲁棒性。 总结 《高精度激光雷达系统的设计与应用》力求在理论深度与工程实践之间搭建一座坚实的桥梁。阅读本书，读者不仅能够理解“为什么”高精度如此困难，更能掌握“如何做”才能实现突破性的精度指标。本书面向的读者群体广泛，从基础理论研究者到尖端系统集成工程师，都将从中获得宝贵的知识财富和实践指导，共同推动激光雷达技术迈向更高的精度和更广阔的应用领域。
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