本申请涉及一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，属于重力场测量。
背景技术：
1、地球重力场可以反映地球物质空间分布和随时间的演化，精确测量地球重力场及其随时间的变化不仅是现代大地测量学的主要科学目标之一，而且也可以为解决人类面临的日益严峻的资源、环境和灾害等问题提供重要的基础地球空间信息。卫星的轨道运动主要受制于地球重力场，利用星间干涉仪的相对距离观测数据反演出地球重力场的研究是当前地球物理学和大地测量学的研究前沿，同时也为未来空间引力波探测实验的成功完成奠定坚实的基础。
2、目前，星间高精度激光干涉测距任务中通过三反镜的方法使发射光束和接收光束之间产生横向偏移并保持二者反向平行，但这会使三反镜与主体测量光路分离，增加星间相对距离测量误差。另外，由于接收光阑孔径较小且发射光束发散角偏大等问题，其光路测量系统所实现的载噪比并不高。近年来几种使用偏振光和多组透镜系统的共轴光学平台设计已经被提出，它们能实现收发光束共轴且能显著提高系统的载噪比，多组透镜系统的巧妙设计也能有效抑制卫星姿态的改变所带来的激光光程噪声。但是因为共轴光路的偏振元器件数量较多且测量过程中激光偏振态易发生改变，也容易造成额外的相对距离测量误差。
技术实现思路
1、本申请解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，解决离轴和共轴光学平台设计无法同时做到光学元器件少、光学平台紧凑化、姿态耦合光程噪声低和测量系统载噪比高等要求的问题。
2、本申请的技术解决方案是：一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，包括：
3、本地激光光路，包括光纤准直器、偏振片、快反镜、第一平凸透镜、偏振平板分束镜、平板分束镜、第四平凸透镜、第五平凸透镜、第一四象限光电探测器和第二四象限光电探测器；光纤准直器发射激光，经过偏振片改变其偏振方向后被快反镜反射并穿过第一平凸透镜，激光中偏振方向平行于光学平台的p光透过偏振平板分束镜，p光的一部分被平板分束镜反射经过第四平凸透镜后投在第一四象限光电探测器上；透过平板分束镜的另一部分p光经过第五平凸透镜后投在第二四象限光电探测器上；
4、发射激光光路，包括1/4波片、反射镜和第二平凸透镜；穿过第一平凸透镜的激光中偏振方向垂直于光学平台的s光被偏振平板分束镜反射，s光经过1/4波片后被反射镜反射并沿原路返回，再次经过1/4波片后形成平行于光学平台的p光，该p光全部透过偏振平板分束镜并经过第二平凸透镜射出；
5、接收激光光路，包括孔径光阑和第三平凸透镜；从远端发射而来的偏振方向平行于光学平台的p光被孔径光阑截取并穿过第三平凸透镜，其中一部分p光被平板分束镜反射经过第五平凸透镜后投在第二四象限光电探测器上，透过平板分束镜的另一部分p光经过第四平凸透镜后投在第一四象限光电探测器上。
6、进一步地，所述光纤准直器发射的激光的束腰坐落在快反镜反射面的中心点。
7、进一步地，所述偏振片将激光的偏振状态设置为10％p光和90％s光。
8、进一步地，所述第一平凸透镜和第四平凸透镜、第一平凸透镜和第五平凸透镜分别组成开普勒式望远镜，并且第一平凸透镜的前焦点和快反镜反射面的中心点重合，第一平凸透镜的后焦点与第四平凸透镜、第五平凸透镜的前焦点重合，第四平凸透镜、第五平凸透镜的后焦点分别位于第一四象限光电探测器、第二四象限光电探测器的探测面的中心点处。
9、进一步地，所述1/4波片慢轴的方向以沿着s光进入1/4波片的方向为基准、由垂直于光学平台向上方向沿顺时针方向转动45°得到。
10、进一步地，所述第一平凸透镜和第二平凸透镜组成开普勒式望远镜，并且第一平凸透镜的后焦点和第二平凸透镜的前焦点重合。
11、进一步地，所述第三平凸透镜和第四平凸透镜、第三平凸透镜和第五平凸透镜分别组成开普勒式望远镜，并且第三平凸透镜的前焦点和孔径光阑的中心点重合，第三平凸透镜的后焦点与第四平凸透镜、第五平凸透镜的前焦点重合；所述第二平凸透镜的后焦点、孔径光阑的中心点、卫星的质心三者重合。
12、进一步地，所述偏振平板分束镜对偏振方向平行于光学平台的p光全透，对偏振方向垂直于光学平台的s光全反，其反射面为p光和s光最初入射面；所述平板分束镜跟偏振方向无关，其分光比为1：1，其反射面为从偏振平板分束镜出射的p光的最初入射面。
13、进一步地，所述孔径光阑的直径为20mm，第一四象限光电探测器和第二四象限光电探测器的探测面元的直径为1mm，第一平凸透镜、第二平凸透镜、第三平凸透镜、第四平凸透镜、第五平凸透镜的焦距分别为50mm、200mm、200mm、10mm、10mm。
14、进一步地，根据第一四象限光电探测器或第二四象限光电探测器得到的差分波前信号调节快反镜的俯仰和偏航两个自由度，使得差分波前信号接近于零；所述第一四象限光电探测器和第二四象限光电探测器构成平衡式探测器，用于消除差分波前信号中的直流信号分量和增大差分波前信号中的交流信号分量。
15、本申请与现有技术相比的优点在于：
16、本申请根据激光外差干涉测量星间相对距离变化的要求，结合离轴光路元器件少和共轴光路载噪比高的优势，提出了使用五组开普勒式望远镜系统构建离轴光学平台的方案，实现了收发光束的反向平行，降低了卫星姿态抖动带来的激光光程噪声，增大了卫星平台的接收光功率进而提高了光学测量系统的载噪比，保证了重力卫星对星间相对位移的测量需求，精度可靠，稳定性强。
1.一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述光纤准直器发射的激光的束腰坐落在快反镜反射面的中心点。
3.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述偏振片将激光的偏振状态设置为10％p光和90％s光。
4.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述第一平凸透镜和第四平凸透镜、第一平凸透镜和第五平凸透镜分别组成开普勒式望远镜，并且第一平凸透镜的前焦点和快反镜反射面的中心点重合，第一平凸透镜的后焦点与第四平凸透镜、第五平凸透镜的前焦点重合，第四平凸透镜、第五平凸透镜的后焦点分别位于第一四象限光电探测器、第二四象限光电探测器的探测面的中心点处。
5.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述1/4波片慢轴的方向以沿着s光进入1/4波片的方向为基准、由垂直于光学平台向上方向沿顺时针方向转动45°得到。
6.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述第一平凸透镜和第二平凸透镜组成开普勒式望远镜，并且第一平凸透镜的后焦点和第二平凸透镜的前焦点重合。
7.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述第三平凸透镜和第四平凸透镜、第三平凸透镜和第五平凸透镜分别组成开普勒式望远镜，并且第三平凸透镜的前焦点和孔径光阑的中心点重合，第三平凸透镜的后焦点与第四平凸透镜、第五平凸透镜的前焦点重合；所述第二平凸透镜的后焦点、孔径光阑的中心点、卫星的质心三者重合。
8.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述偏振平板分束镜对偏振方向平行于光学平台的p光全透，对偏振方向垂直于光学平台的s光全反，其反射面为p光和s光最初入射面；所述平板分束镜跟偏振方向无关，其分光比为1：1，其反射面为从偏振平板分束镜出射的p光的最初入射面。
9.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，所述孔径光阑的直径为20mm，第一四象限光电探测器和第二四象限光电探测器的探测面元的直径为1mm，第一平凸透镜、第二平凸透镜、第三平凸透镜、第四平凸透镜、第五平凸透镜的焦距分别为50mm、200mm、200mm、10mm、10mm。
10.根据权利要求1所述的一种高载噪比低姿态耦合光程噪声的干涉光学平台，其特征在于，根据第一四象限光电探测器或第二四象限光电探测器得到的差分波前信号调节快反镜的俯仰和偏航两个自由度，使得差分波前信号接近于零；所述第一四象限光电探测器和第二四象限光电探测器构成平衡式探测器，用于消除差分波前信号中的直流信号分量和增大差分波前信号中的交流信号分量。
