[发明专利]一种用于组合导航的量子传感装置

说明书

本发明提供了一种用于组合导航的量子传感装置，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；陀螺仪表头包括第一原子气室；磁力仪表头包括第二原子气室；泵浦光路模块用于产生泵浦激光极化第一原子气室和第二原子气室中的介质；探测光路模块用于产生探测激光，探测激光分别经过陀螺仪表头和磁力仪表头，经过陀螺仪表头的探测激光实现转动信号探测，经过磁力仪表头的探测激光实现地磁信号探测；温度控制模块用于控制温度；磁场控制模块用于产生陀螺仪和磁力仪的功能磁场；信号分析控制模块用于解算探测的转动信号和磁场信号。本发明的装置同时具备转动惯性测量和地磁测量功能。

技术领域

本发明涉及惯性导航和定位技术领域，具体涉及一种用于组合导航的量子传感装置。

背景技术

高精度的自主导航定位技术尤其是GPS拒止条件下的自主导航定位技术在天基对地观测、长航时运载体自主定姿、武器精确打击以及空间、水下探索开发等领域有迫切需求。目前，纯惯性导航系统短时精度高，但其误差随工作时间积累，难以满足长时间高精度导航定位需求；地磁匹配导航可实时测量地磁场强度实现载体的定位，且误差不随时间积累，但受限于地磁匹配精度以及磁场测量精度等，目前地磁匹配导航定位精度仍然相对较低。

因此，如何将惯性导航和地磁匹配导航两者的优点相结合是现有技术中急需解决的问题。

综上所述，急需一种用于组合导航的量子传感装置以解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种用于组合导航的量子传感装置，具体技术方案如下：

一种用于组合导航的量子传感装置，包括泵浦光路模块、探测光路模块、陀螺仪表头、磁力仪表头、磁场控制模块、温度控制模块和信号分析控制模块；

所述陀螺仪表头包括第一原子气室；

所述磁力仪表头包括第二原子气室；

所述泵浦光路模块用于产生泵浦激光极化第一原子气室和第二原子气室中的介质；

所述探测光路模块用于产生探测激光，所述探测激光分别经过陀螺仪表头和磁力仪表头，经过陀螺仪表头的探测激光实现转动信号探测，经过磁力仪表头的探测激光实现地磁信号探测；

所述温度控制模块用于分别控制第一原子气室处和第二原子气室处的温度；

所述磁场控制模块用于产生陀螺仪表头和磁力仪表头的功能磁场；

所述信号分析控制模块分别连接磁场控制模块、探测光路模块以及泵浦光路模块，所述信号分析控制模块用于解算探测的转动信号和磁场信号。

以上技术方案中优选的，所述泵浦光路模块包括泵浦激光控制器、泵浦激光器、第一二分之一波片、第一偏振分光镜、第一光功率调制元件、第一反射镜、扩束镜、四分之一波片和第二光功率调制元件；

所述泵浦激光器、第一二分之一波片、第一偏振分光镜、第一光功率调制元件、第一反射镜、扩束镜、四分之一波片、第一原子气室、第二光功率调制元件和第二原子气室沿光路传播方向依次设置；

所述泵浦激光器用于发射泵浦激光，所述第一偏振分光镜用于将泵浦激光分为泵浦主光束和泵浦参考光束，所述第一二分之一波片用于调整泵浦主光束和泵浦参考光束的光功率，所述泵浦激光控制器设置在泵浦参考光束光路上并用于实现对泵浦激光频率和功率的选择及稳定，所述第一光功率调制元件和第二光功率调制元件用于以不同频率调制进入第一原子气室和第二原子气室的光束的光功率，所述扩束镜用于扩大泵浦主光束的光斑尺寸，所述四分之一波片用于调整进入第一原子气室的光束的偏振状态。